Java网络编程：同步与异步通信实现解析

### Java网络编程：同步与异步通信实现解析 #### 1. 客户端与服务器交互基础 在开发客户端和服务器应用程序时，了解它们之间的交互方式至关重要。以下是一个简单的聊天服务器和客户端的交互示例。 当服务器启动后，再启动客户端应用程序，客户端会输出： ``` Connected to Chat Server Waiting for message from the server ... ``` 服务器则会显示： ``` Chat Server started Waiting for request ... Connected to Client > ``` 当在服务器端输入消息 “Hello” 时，服务器输出： ``` > Hello Sent: Hello Waiting for message from client ... ``` 客户端会显示： ``` Message: Hello > ``` 接着在客户端输入回复 “Hi!”，客户端输出： ``` > Hi! Sent: Hi! Waiting for message from the server ... ``` 服务器显示： ``` Message: Hi! > ``` 这个交互过程可以一直持续，直到任一方输入 “quit” 命令。不过，如果输入的消息超过 64 字节的缓冲区限制，会抛出 `BufferOverflowException` 异常。为避免此问题，可以将 `sendFixedLengthMessage` 方法替换为 `sendMessage` 方法，将 `receiveFixedLengthMessage` 方法替换为 `receiveMessage` 方法。 #### 2. HelperMethods 类 `HelperMethods` 类包含了之前使用的发送和接收消息的方法，这些方法被声明为静态，方便访问。 以下是固定长度消息的发送和接收方法： ```java public class HelperMethods { public static void sendFixedLengthMessage( SocketChannel socketChannel, String message) { try { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(64); buffer.put(message.getBytes()); buffer.flip(); while (buffer.hasRemaining()) { socketChannel.write(buffer); } System.out.println("Sent: " + message); } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } } public static String receiveFixedLengthMessage( SocketChannel socketChannel) { String message = ""; try { ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(64); socketChannel.read(byteBuffer); byteBuffer.flip(); while (byteBuffer.hasRemaining()) { message += (char) byteBuffer.get(); } } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } return message; } } ``` #### 3. 处理可变长度消息 可变长度消息的处理较为复杂，因为我们不知道消息的长度。不能仅仅因为缓冲区没有完全填满就认为消息结束。为了确定消息的结束位置，可以在消息前添加长度信息，或者在消息末尾添加特殊终止字符，这里选择了后者。 使用值 `0x00` 来标记消息的结束，因为它不可打印，用户不容易意外输入，并且在一些语言（如 C）中，字符串内部通常也是以这种方式终止的。 以下是处理可变长度消息的发送和接收方法： ```java public class HelperMethods { public static void sendMessage( SocketChannel socketChannel, String message) { try { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(message.length() + 1); buffer.put(message.getBytes()); buffer.put((byte) 0x00); buffer.flip(); while (buffer.hasRemaining()) { socketChannel.write(buffer); } System.out.println("Sent: " + message); } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } } public static String receiveMessage(SocketChannel socketChannel) { try { ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(16); String message = ""; while (socketChannel.read(byteBuffer) > 0) { char byteRead = 0x00; byteBuffer.flip(); while (byteBuffer.hasRemaining()) { byteRead = (char) byteBuffer.get(); if (byteRead == 0x00) { break; } message += byteRead; } if (byteRead == 0x00) { break; } byteBuffer.clear(); } return message; } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } return ""; } } ``` #### 4. 运行聊天服务器/客户端应用程序 操作步骤如下： 1. 启动服务器，输出： ``` Chat Server started Waiting for request ... ``` 2. 启动客户端，输出： ``` Connected to Chat Server Waiting for message from the server ... ``` 3. 在服务器端输入消息，消息会发送到客户端。例如输入 “Hello”，客户端显示该消息，服务器等待客户端回复。 4. 客户端输入消息，同样会发送到服务器，双方可以持续交换消息，直到任一方输入 “quit” 命令。 #### 5. 处理多个客户端 为了处理多个客户端，可以使用线程。下面是一个简单的零件服务器和客户端应用程序示例。 ##### 5.1 零件服务器 零件服务器使用 `HashMap` 来存储零件信息，零件名称作为键，价格作为 `Float` 对象存储。 ```java import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; import java.util.HashMap; public class PartsServer { private static final HashMap<String, Float> parts = new HashMap<>(); public PartsServer() { System.out.println("Part Server Started"); initializeParts(); try { ServerSocketChannel server ```