Java——基于GUI的网络通信程序设计【强迫症版本】

分手后的思念是犯贱 2022-12-17 04:25 136阅读 0赞

## 一、实验目的 ##

1.掌握Java中GUI程序的编写，包括事件监听机制。

2.掌握Java的网络通信编程，ServerSocket，Socket类的使用。

3.掌握Java中多线程的编程，Thread类，Runnable接口的使用。

4.掌握用面向对象的方法分析和解决复杂问题。

## 二、实验原理 ##

1.使用面向对象的设计方法设计程序

2.通过继承JFrame类实现图形化界面

3.通过事件监听器实现按钮点击监听与触发事件

4.利用ServerSocket和Socket类实现网络通信

5.利用多线程技术实现同时读入数据与发送数据

## 三、使用硬件、软件环境 ##

硬件环境：PC计算机一台，配置CPU为Intel（R）Core（TM）i7-8565U CPU @1.80Ghz内存为8.0GB，硬盘256G+1T（机械硬盘）,安装系统为Windows10操作系统。  
软件环境：IDEA,JDK12.0

## 四、实验过程 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1JlYWxDb2Rlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
①服务器：

//Author:Sherlock Novitch in Hfut
    // -*- codeing=utf-8 -*-
    // @time:2020/10/19 15:14
    // @File:ServerFrame.java
    // @Software:IDEA
    // @blog:https://blog.csdn.net/RealCoder
    
    package experiment2;
    
    import javax.swing.*;
    import java.awt.*;
    import java.awt.event.ActionEvent;
    import java.awt.event.ActionListener;
    import java.io.*;
    import java.net.*;
    
    public class ServerFrame extends JFrame {
        private JTextField text1,text2; //text1为端口号文本栏，text2为消息输入栏
        private JTextArea text;         //消息显示区
        private JButton button1,button2; //button1对应start，button2对应say
        private ServerSocket server;    //服务器套接字
        private Socket sc;              //与客户端建立联系的套接字
        private DataInputStream in;     //客户端到服务器的输入流
        private DataOutputStream out;   //服务器到客户端的输出流
        private ReadThread readThread;  //负责读入信息的线程
        private myactionlistenr ac;   //监听两个按钮的监听器
        private ServerFrame(){          //构造方法
            setLayout(new FlowLayout()); //窗体容器整体布局设置为FlowLayout
            GUIinit();                     //调用组件初始化方法
            eventinit();               //调用事件监听器初始化方法
            setVisible(true);         //设置可视
            setResizable(false);      //设置不可更改大小
            setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); //在关闭窗体时，程序终止
    
        }
        private void GUIinit(){
            setTitle("服务器");    //设置标题
            setBounds(100,250,500,300);  //位置与大小
            Box boxH1=Box.createHorizontalBox(); //创建水平盒式容器，后续依次从左到右添加"Port:",text1,button1;
            Box boxH2=Box.createHorizontalBox(); //创建水平盒式容器，后续依次从左到右添加"Say: ",text2,button2;
            Box boxV=Box.createVerticalBox();  //创建垂直盒式容器,后续依次从垂直方向从上向下添加"服务器设置："，boxH1,boxH2
            //1°开始添加“服务器设置:”标签至boxV
            Box temp=Box.createHorizontalBox();
            temp.add(new JLabel("服务器设置："));
            temp.add(Box.createHorizontalStrut(400)); //添加水平支撑（类似Qt中的弹簧）
            boxV.add(temp);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(5));//添加垂直支撑（类似Qt中的弹簧）
            //2°开始填装boxH1，之后加入到boxV中
            boxH1.add(new JLabel("Port:"));
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            text1=new JTextField();
            boxH1.add(text1);
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(10));
            button1=new JButton("Start");
            boxH1.add(button1);
            boxV.add(boxH1);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(10));
            //3°开始添加文本显示区至boxV
            text=new JTextArea(9,30);
            JScrollPane jScrollPane=new JScrollPane(text);  //将text放置到滚动窗格（一种容器）中
            text.setEditable(false);
            jScrollPane.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED);
                                                           //当text内文本高度超过text高度时，text出现竖直滚动条
            boxV.add(jScrollPane);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(10));
            //4°开始填装boxH2,之后将boxH2加入到boxV中
            boxH2.add(new JLabel("Say:"));
            boxH2.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            text2=new JTextField();
            boxH2.add(text2);
            boxH2.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            button2=new JButton("Say");
            boxH2.add(button2);
            boxV.add(boxH2);
            add(boxV);
        }
        private void eventinit(){
            ac=new myactionlistenr();   //初始化监听器
            button1.addActionListener(ac);  //监听器注册
            button2.addActionListener(ac);  //监听器注册
        }
        private void startserver(){  //”开启服务“方法，当点击Start按钮时，监听器检测到，调用此方法
              try {
                  server = new ServerSocket(Integer.parseInt(text1.getText())); //用text1文本框内容对应的数字初始化服务器套接字
                  text.append("Server starting…\n");                     //服务器端打印"Server starting…"
                  text.paintImmediately(text.getBounds()); //本条语句使得Server starting立即显示出来
                                                          // 原因在于append方法只是将参数加至缓冲区
                                                         // 而本线程会被下一行accept方法阻塞
                                                         //调用paintImmediately方法直接将缓冲区内容显示出来
                  sc = server.accept();         // 等待客户端连接，初始化与客服端相连接的套接字对象sc
                  text.append("Client connected…\n"); //服务器端打印”Client connected…“
                  in = new DataInputStream(sc.getInputStream()); //将in初始化为sc的输入流
                  out = new DataOutputStream(sc.getOutputStream()); //将out初始化为sc的输出流
                  readThread = new ReadThread();               //创建读取数据的线程
                  readThread.start();                          //读取数据的线程开始运行
              } catch (IllegalArgumentException e) {  //若端口参数不符合，抛出IllegalArgumentException，用消息对话框提示用户
                  JOptionPane.showMessageDialog(this,"端口值范围必须为0~65535","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
              }catch (IOException e){
                  JOptionPane.showMessageDialog(this,"未知原因连接错误","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
              }catch (Exception e){
                  System.out.println(e.toString());
              }
    
        }
        private void sentmessage(){  //当say按钮被点击，监听器检测到，调用该方法
            if(readThread==null){    //先判断是否已连接，只需判断readThread是否被创建，未创建则发出提示信息，终止方法
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"未连接无法发送信息","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
                return;
            }
            try{
                out.writeUTF("Server: "+text2.getText()+"\n");  //向客户端发送信息
                text.append("Server: "+text2.getText()+"\n");       //同时更新服务器端文本区内容
                text2.setText("");                                 //清空text2
            }catch (IOException e){//异常处理
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"未知原因无法发送信息","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
                System.out.println(e.toString());
            }
        }
        class myactionlistenr implements ActionListener { //监视按钮的监听器
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                if (e.getSource() == button1) startserver();   //如果点击的按钮为start，调用startserver方法
                if (e.getSource() == button2) sentmessage();   //如果点击的按钮为say，则调用sentmessage方法
            }
        }
        class ReadThread extends Thread{
            public void run(){
                while(true) {
                    try {
                        text.append(in.readUTF());    //将输入流读取的数据添加至文本显示区
                    } catch (IOException e) {
                        System.out.println(e.toString());
                    }
                }
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            ServerFrame sf=new ServerFrame();
        }
    }

②客户端：

//Author:Sherlock Novitch in Hfut
    // -*- codeing=utf-8 -*-
    // @time:2020/10/19 15:14
    // @File:ClientFrame.java
    // @Software:IDEA
    // @blog:https://blog.csdn.net/RealCoder
    
    package experiment2;
    
    import javax.swing.*;
    import java.awt.*;
    import java.awt.event.ActionEvent;
    import java.awt.event.ActionListener;
    import java.io.*;
    import java.net.*;
    
    public class ClientFrame extends JFrame {
        private JTextField text1,text2,text3; //text1为ip地址输入栏，text2为端口地址输入栏，text3为消息输入栏
        private JTextArea text;           //文本显示区
        private JButton button1,button2;  //button1为connect按钮，button2为say按钮
        private Socket client;           //客户端套接字
        private DataInputStream in;     //从服务器到客户端的输入流
        private DataOutputStream out;  //从客户端到服务器的输出流
        private ReadThread readThread; //读取服务器消息的线程
        private actionlistener ac;  //监听按钮button1和button2的监听器
        private ClientFrame() { //构造方法
            setLayout(new FlowLayout()); //窗体整体布局为FlowLayout
            GUIinit();                //调用组件初始化方法
            Eventinit();              //调用事件初始化方法
            setVisible(true);          //设置可见
            setResizable(false);     //设置不可更改大小
            setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);  //设置当关闭窗口时，程序终止
        }
        private void GUIinit(){  //组件初始化方法
            setTitle("客户端");  //设置标题
            setBounds(600,250,500,300);  //位置大小
            Box boxH1=Box.createHorizontalBox(); //创建水平盒式容器，后续装入"Server IP:",text1,"Server Port",button1;
            Box boxH2=Box.createHorizontalBox(); //创建水平盒式容器，后续装入"Say:",text3,button2;
            Box boxV=Box.createVerticalBox();  //创建垂直盒式容器，后续装入“客户端设置：",boxH1,text,boxH2;
            //1°boxV装入“客户端设置”标签
            Box temp=Box.createHorizontalBox();
            temp.add(new JLabel("客户端设置："));
            temp.add(Box.createHorizontalStrut(400));
            boxV.add(temp);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(5));
            //2°将Server IP:",text1,"Server Port",button1从左到右加入到boxH1中，再讲boxH1加入到boxV中
            boxH1.add(new JLabel("Server IP:"));
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            text1=new JTextField();
            boxH1.add(text1);
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(10));
            boxH1.add(new JLabel("Server Port:"));
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            text2=new JTextField();
            boxH1.add(text2);
            boxH1.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            button1=new JButton("Connect");
            boxH1.add(button1);
            boxV.add(boxH1);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(10));
            //3°将text文本显示区加入到滚动窗格并设置超高度出现竖直滚动条，再将滚动窗口加入到boxV中
            text=new JTextArea(9,30);
            JScrollPane jScrollPane=new JScrollPane(text);
            text.setEditable(false);
            jScrollPane.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED);
            boxV.add(jScrollPane);
            boxV.add(Box.createVerticalStrut(10));
            //4°依次将从左到右“客户端设置：",boxH1,text,boxH2加入到boxH2中，再将boxH3加入到boxV中
            boxH2.add(new JLabel("Say:"));
            boxH2.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            text3=new JTextField();
            boxH2.add(text3);
            boxH2.add(Box.createHorizontalStrut(5));
            button2=new JButton("Say");
            boxH2.add(button2);
            boxV.add(boxH2);
            add(boxV);
        }
        private void Eventinit(){
            ac=new actionlistener();//初始化监听器
            button1.addActionListener(ac); //监听器注册
            button2.addActionListener(ac);  //监听器注册
        }
        private void startserver(){  //点击connect按钮后调用的启动客户端服务的方法
            try{
                client=new Socket();   //初始化客户端套接字
                InetAddress address=InetAddress.getByName(text1.getText()); //用text1文本栏中的ip地址创建InetAddress
                InetSocketAddress socketAddress=new InetSocketAddress(address,Integer.parseInt(text2.getText())); //所连接服务器的地址
                client.connect(socketAddress); //连接到服务器
                text.append("Connect to server…\n"); //文本显示区添加“Connect to server…”
                in=new DataInputStream(client.getInputStream());  //初始化输入流
                out=new DataOutputStream(client.getOutputStream()); //初始化输出流
                readThread=new ReadThread();   //创建读取数据的线程
                readThread.start();           //线程开始运行
            }catch (UnknownHostException e){ //IP地址有误，发出提示
               JOptionPane.showMessageDialog(this,"输入IP地址有误","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
            }catch (IllegalArgumentException e) { //端口值非法，发出提示
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"端口值范围必须为0~65535","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
            }
            catch  (IOException e) {
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"无法连接至端口","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
            }catch (Exception e){
                System.out.println(e.toString());
            }
        }
        private void sentmessage(){  //点击say按钮调用的方法
            if(readThread==null){   //先判断是否已经连接至服务器，若没有，提示并终止方法
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"未连接无法发送信息","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
                return;
            }
            try{
                out.writeUTF("Client: "+text3.getText()+"\n"); //发送信息至服务器
                text.append("Client: "+text3.getText()+"\n");  //客户端文本显示区添加刚发过的内容
                text3.setText(""); //清空输入栏
            }catch (IOException e){
                JOptionPane.showMessageDialog(this,"未知原因无法发送信息","警告",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
            }
        }
        class actionlistener implements ActionListener{
            public void actionPerformed(ActionEvent e){
                if(e.getSource()==button1) startserver(); //如果点击的按钮是connect（button1），调用startserver方法
                if(e.getSource()==button2) sentmessage(); //如果点击的按钮是say（button2），调用sentmessage方法
            }
        }
        class ReadThread extends Thread{  //读取数据的线程
            public void run(){
                while(true){
                    try{
                        text.append(in.readUTF());  //读入服务器传入的信息，并显示到文本显示区
                    }catch (IOException e) {
                        System.out.println(e.toString());
                    }
                }
    
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            ClientFrame cf=new ClientFrame();
        }
    }

卑微求赞

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