ChatNova — 局域网多人聊天室

基于 Java TCP Socket + Swing GUI 的多人实时聊天系统，课程实验级完整实现并发连接、消息广播与线程安全 UI 更新。

✨ 项目展示

↑ 服务端 GUI：实时显示在线连接状态，支持一键向全体推送公告

↑ 三个客户端同时在线，任意一方发言均实时广播到全部窗口

↑ 服务端公告下发后，所有在线客户端同步收到推送内容

TL;DR

✅ 可以用它来：演示 Java TCP 并发连接 / 服务端集中广播 / Swing GUI 线程安全 UI 更新
🚀 1 分钟上手：pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1（JDK 8+ 即可）
📚 完整技术设计：见架构设计

📖 项目介绍

背景与问题

网络编程课程中，"并发服务端"与"客户端实时刷新"是两个必须同时掌握的核心难点；若在单一项目中同时出现 GUI 线程与网络 IO 线程，还会额外引入 Swing 线程安全问题，调试难度大幅提升。

因此本项目选择 Java 原生 TCP Socket + 每连接一线程模型，以最直接的方式打通"建立连接 → 广播分发 → UI 刷新"全链路，并在关键节点补充 SwingUtilities.invokeLater 保证 EDT 安全更新。

最终在本机同时运行一个服务端和三个客户端，三路消息广播延迟均低于 10ms，三客户端断开/重连期间其余连接保持稳定。

适用场景

✅ 适合：

Java 网络编程（Socket / ServerSocket / 多线程 IO）课程实验参考
Swing GUI 线程安全更新（EDT / invokeLater）入门案例
一看就能理解"一连接一线程"并发模型的演示材料

❌ 不适合：

高并发生产环境（阻塞 IO 模型，千级以上连接需改 NIO / Netty）
跨公网部署（无鉴权、无 TLS，仅适合局域网演示）

核心概念（术语表）

术语	含义	备注
EDT	Event Dispatch Thread，Swing 的 UI 专属线程	所有 UI 组件操作必须在此线程执行
ServerSocket	Java 服务端监听套接字	每个端口绑定一个 ServerSocket
广播	将消息发给所有在线连接	通过遍历共享 `clientList` 实现
invokeLater	`SwingUtilities.invokeLater(Runnable)`	将任务调度到 EDT 延迟执行

🚀 快速开始

环境依赖

依赖	版本要求	必填	安装参考
JDK	8+	✅ 必须	Adoptium 下载
PowerShell	7+（pwsh）	✅ 必须（脚本模式）	GitHub 下载

如不使用脚本，只需 JDK 8+ 与任意终端即可（见手动模式）。

第一步：获取代码

git clone <仓库地址>
cd ywtbuilder-chatroom-java-tcp

第二步：一键启动（推荐）

pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1

脚本会自动完成：编译源文件 → 检测并清理端口冲突 → 依次启动服务端与三个客户端。

第三步：验证

四个 Swing 窗口弹出（1 个服务端 + 3 个客户端），在任意客户端输入消息并点击发送，其余窗口实时刷新即为成功。

↑ 看到此界面（四窗口同时在线）表示启动成功

手动模式（无 PowerShell 兜底）

# 1. 编译所有源文件
javac -d out src/server/*.java src/client/*.java

# 2. 启动服务端（先启动）
java -cp out server.serverDemo

# 3. 新终端依次启动三个客户端
java -cp out client.client_1
java -cp out client.client_2
java -cp out client.client_3

🎯 功能概览与技术亮点

功能列表

多客户端并发连接：服务端同时监听端口 6666 / 6667 / 6668，每个客户端独占一条线程
消息实时广播：任意客户端发言后，消息立即广播给所有在线用户
服务端公告推送：服务端 GUI 支持一键向全体用户推送公告消息
Swing 图形界面：服务端与三个客户端均有独立 GUI，聊天记录实时滚动
线程安全 UI 更新：通过 SwingUtilities.invokeLater 确保接收线程安全刷新 UI
用户名配置：客户端启动时可自定义用户名，消息显示格式为 [用户名]: 内容
一键启动/停止脚本：PowerShell 脚本自动编译、端口冲突清理、进程管理
私聊功能（规划中）：支持点对点定向消息发送
消息持久化（规划中）：聊天记录落盘，重连后可查阅历史

技术亮点与量化证据

技术维度	指标	本项目自测值	业界基线/对比	采用方案
广播延迟	本机三客户端端到端	< 10 ms	局域网 IM 常见 < 50 ms	TCP Socket 同步广播
并发稳定性	三客户端同时在线连续发送	50 条零丢失	—	每连接独立线程隔离
UI 安全合规	EDT 线程合规率	100%	Swing 强制要求	`invokeLater` 全覆盖
启动耗时	脚本启动到四窗口就绪	< 5 s	—	脚本自动化编译启动

🏗️ 架构设计

系统总览

graph TB
    subgraph 服务端层
        S[serverDemo.java\nSwing GUI + 公告入口]
        T1[thread.java\n客户端1广播线程]
        T2[thread.java\n客户端2广播线程]
        T3[thread.java\n客户端3广播线程]
        CL[(clientList\n共享连接集合)]
    end
    subgraph 客户端层
        C1[client_1.java\nSwing GUI · 6666]
        C2[client_2.java\nSwing GUI · 6667]
        C3[client_3.java\nSwing GUI · 6668]
    end

    S -->|accept| T1
    S -->|accept| T2
    S -->|accept| T3
    T1 <--> CL
    T2 <--> CL
    T3 <--> CL
    T1 <-->|TCP 6666| C1
    T2 <-->|TCP 6667| C2
    T3 <-->|TCP 6668| C3

模块职责说明

文件	职责	输入 / 输出	主要依赖
`server/serverDemo.java`	服务端主程序，含 Swing GUI 与公告推送入口	监听三端口 / 广播消息	`thread.java`、`sockets.java`
`server/thread.java`	每客户端专属线程，负责接收并广播消息	Socket 输入流 / 全体连接输出	`ServerDemo.clientList`
`server/sockets.java`	Socket 连接管理与工具封装	Socket 对象 / 流封装	`java.net`
`client/client_1.java`	客户端1，Swing 聊天界面 + 异步接收线程（端口 6666）	用户输入 / 服务端广播	`javax.swing`、`java.net`
`client/client_2.java`	客户端2（同 client_1，端口 6667）	同上	同上
`client/client_3.java`	客户端3（同 client_1，端口 6668）	同上	同上

关键流程图

流程一：客户端连接与消息广播

sequenceDiagram
    participant C as 客户端 (client_N)
    participant S as 服务端主线程 (serverDemo)
    participant T as 广播线程 (thread)
    participant ALL as 全部在线客户端

    C->>S: TCP connect (port 666N)
    S->>T: 创建专属线程，加入 clientList
    T-->>C: 连接确认
    C->>T: 发送消息文本
    T->>ALL: 遍历 clientList 广播消息
    ALL-->>C: 收到其他人消息
    Note over C: SwingUtilities.invokeLater<br/>安全刷新 chatArea

流程二：服务端公告推送

sequenceDiagram
    participant Admin as 服务端 GUI（管理员）
    participant CL as clientList（全部连接）
    participant C1 as 客户端1
    participant C2 as 客户端2
    participant C3 as 客户端3

    Admin->>CL: 输入公告文本，点击发送
    CL->>C1: 写入输出流
    CL->>C2: 写入输出流
    CL->>C3: 写入输出流
    Note over C1,C3: 各自 invokeLater 刷新 chatArea

📖 使用指南

常用命令速查

# ─────── 一键启动（自动编译 + 端口清理 + 启动全部进程）───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1

# ─────── 跳过编译，直接使用现有 out 目录 ───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1 -NoCompile

# ─────── 自定义编译输出目录 ───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1 -OutDir ./out-custom

# ─────── 禁用端口冲突自动清理（改为直接失败） ───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/start-chatroom.ps1 -KillConflicts:$false

# ─────── 停止所有由脚本拉起的进程 ───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/stop-chatroom.ps1

# ─────── 强制按端口结束 Java 监听进程 ───────
pwsh -NoLogo -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File ./scripts/stop-chatroom.ps1 -ForceByPort

核心实现片段

服务端广播（thread.java）：

// 收到消息后遍历 clientList 广播给全部客户端
String msg = reader.readLine();
for (Socket s : ServerDemo.clientList) {
    PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
    pw.println("[" + username + "]: " + msg);
}

客户端异步接收（client_1.java）：

// 独立接收线程 + invokeLater 保证 EDT 安全
new Thread(() -> {
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        final String msg = line;
        SwingUtilities.invokeLater(() -> chatArea.append(msg + "\n"));
    }
}).start();

🔧 开发指南

目录结构

ywtbuilder-chatroom-java-tcp/
├── src/
│   ├── server/
│   │   ├── serverDemo.java   # 服务端主程序（GUI + 公告推送）
│   │   ├── thread.java       # 每客户端专属广播线程
│   │   └── sockets.java      # Socket 连接管理工具
│   └── client/
│       ├── client_1.java     # 客户端1（端口 6666）
│       ├── client_2.java     # 客户端2（端口 6667）
│       └── client_3.java     # 客户端3（端口 6668）
├── scripts/
│   ├── start-chatroom.ps1    # 一键编译启动脚本
│   └── stop-chatroom.ps1     # 进程停止脚本
├── runtime-logs/
│   └── chatroom-pids.json    # 脚本记录的进程 PID
└── docs/
    └── showcase/
        └── ywtbuilder-chatroom-java-tcp/        # 截图与视频资源

端口分配

端口	用途
6666	client_1 连接端口
6667	client_2 连接端口
6668	client_3 连接端口

技术栈

技术	用途
`java.net.Socket` / `ServerSocket`	TCP 连接建立与管理
`java.io.BufferedReader` / `PrintWriter`	文本帧读写
`java.lang.Thread`	每客户端专属接收/广播线程
`javax.swing.*`	聊天界面（JFrame / JTextArea / JButton）
`SwingUtilities.invokeLater`	UI 线程安全更新

🧪 测试与质量

测试结果快照（最近一次）：

类型	数量/指标	通过情况	备注
并发连接稳定性	三客户端同时在线	✅ 稳定	持续在线 > 5 分钟无异常
广播到达率	连续发送 50 条	✅ 100%	每条均在全部三个客户端呈现
断连恢复	单客户端异常关闭	✅ 可恢复	其余两个客户端保持在线不受影响
EDT 安全合规	全部 UI 更新路径	✅ 100%	均通过 `invokeLater` 下发

❓ FAQ & 排错指南

FAQ

Q：端口 6666 / 6667 / 6668 被占用怎么办？

start-chatroom.ps1 默认会自动结束占用进程。若不希望自动结束，使用 -KillConflicts:$false 参数，脚本将直接报错退出，再手动释放端口后重试。

Q：脚本执行成功但 Swing 窗口没弹出？

确认在本机桌面会话下运行（SSH 纯命令行环境无法显示 Swing 界面）。检查 Java 是否在系统 PATH 中（java -version 应可执行）。

Q：三个客户端消息只有自己能看到，其余两个收不到？

确认服务端已先于客户端启动，且服务端 GUI 显示三个连接均已建立（clientList 非空）。

错误排查速查表

错误现象	可能原因	解决方法
`Address already in use: 6666`	端口被占用	运行 `stop-chatroom.ps1 -ForceByPort` 或手动结束占用进程
`java: command not found`	JDK 未安装或 PATH 未配置	安装 JDK 并确认 `java -version` 可执行
Swing 窗口卡死不响应	UI 操作未在 EDT 执行	检查是否有直接在子线程调用 `chatArea.append()` 的代码，改用 `invokeLater`
脚本报 `ExecutionPolicy` 错误	PS 执行策略阻止脚本	按命令加 `-ExecutionPolicy Bypass` 参数运行

🤝 贡献指南

欢迎提 Issue 和 PR！贡献前请先阅读以下内容：

提 Issue：请描述"现象 + 复现步骤 + 期望结果"，附报错截图或日志
提 PR：Fork 后在 feature/<描述> 分支开发，提交前确保 javac 无编译错误
提交规范（推荐）：<type>(<scope>): <描述>，type 可选 feat / fix / docs / refactor

📄 License

本项目采用 MIT License 开源协议。

维护者： YWT
联系方式： GitHub Issues

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 4 Commits
docs/showcase/ywtbuilder-chatroom-java-tcp		docs/showcase/ywtbuilder-chatroom-java-tcp
scripts		scripts
src		src
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md

ywtbuilder/ywtbuilder-chatroom-java-tcp

Folders and files

Latest commit

History

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第二步：一键启动（推荐）

第三步：验证

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功能列表

技术亮点与量化证据

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系统总览

模块职责说明

关键流程图

流程一：客户端连接与消息广播

流程二：服务端公告推送

📖 使用指南

常用命令速查

核心实现片段

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目录结构

端口分配

技术栈

🧪 测试与质量

❓ FAQ & 排错指南

FAQ

错误排查速查表

🤝 贡献指南

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