[Java] 96. 1:1 양방향 통신(채팅 기본 기능 구현)

[Java] 96. 1:1 양방향 통신(채팅 기본 기능 구현)

1. 멀티 스레드의 개념

2. 시나리오 코드 작성 (1): 서버 측 구현

3. 시나리오 코드 작성 (2): 클라이언트 측 구현

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1. 멀티 스레드의 개념

* 멀티 스레드 개념을 활용하여 1:1 양방향 통신-채팅 기능을 구현해보자!

 

-양방향 통신을 지속적으로 수행하기 위해, 서버와 클라이언트 모두에서 키보드 입력을 받아 상대방에게 데이터를 보내고, 받을 수 있게 코드를 작성해보자.

-Thread/while문 활용하기

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2. 시나리오 코드 작성 (1): 서버 측 구현

 

(1) 서버 측 코드 개요:

-ServerSocket을 생성하고, 클라이언트의 연결을 기다린다.

-BufferedReader를 사용해 클라이언트로부터 메세지를 읽고, PrintWriter를 사용해 클라이언트에게 메세지를 보낸다.

-키보드 입력을 받기 위해 별도의 BufferedReader를 사용한다.

-클라이언트로부터 데이터를 읽는 스레드(입력)/키보드 입력을 클라이언트에게 보내는 스레드(출력)을 각각 실행해보자.

 

(2) 코드 훑어보기

1. 메인 쓰레드

-serverSocket, socket(serverSocket.accept())을 선언한다.

-클라이언트가 보낸 데이터를 읽을 socketReader / 클라이언트에게 데이터를 보낼 socketWriter / 키보드 입력을 읽을keyboardReader를 각각 선언, 초기화한다.

 

(1) readThread 쓰레드

-socketReader를 통해 클라이언트가 보낸 데이터를 읽고,

-이를 clientMessage(String)에 초기화한다.

-초기화된 clientMessage는 while의 조건식인 (clientMessage!=null)를 충족시키고, sysout을 통해 출력된다.

* 코드는 오른쪽->왼쪽으로 흘러가기 때문에, 조건식을 충족시키게 되더라도, 코드의 흐름은 다시 readLine()으로 흘러가 계속 반복된다!

 

(2) writeThread 쓰레드

-keyboardReader를 통해 키보드로부터 입력을 받아, .readLine으로 한 줄 씩 serverMessage에 담긴다.

-serverMessage는 socketWriter를 통해 출력된다.

 

(3) 쓰레드 호출

-. start(): 쓰레드를 호출한다.

-. join() 다른 쓰레드가 종료될 때까지 기다게 한다.

*만약 .join()이 실행되지 않는다면, 입력하거나 받기 전에 socket이 먼저 닫혀 통신이 불가능해진다.

 

(4) 자원 닫기

-socket, serverSocket을 각각 close해준다.

 

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* Thread-join()의 역할과 기능

1. 스레드 동기화: join() 메서드를 사용하여 여러 스레드가 순서대로 종료되게 할 수 있다. 메인 스레드는 join() 메서드를 호출한 스레드가 작업을 마칠 때까지 기다린다.

2. 프로그램 흐름 제어: join () 메서드를 통해 스레드가 완료되기 전까지, 메인스레드가 종료되지 않게 보장할 수 있다. 이는 프로그램이 모든 작업을 완료하기 전에 종료되는 것을 방지한다.

3. 정확한 종료 시점: join() 메서드를 사용하면 특정 스레드가 완료되기 전까지 다른 작업을 진행하지 않게 제어할 수 있다. 이를 통해 정확한 종료 시점을 확인할 수 있다.

 

package ch04;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class MultiThreadServer {
	
	// 메인 함수 
	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("===  서버 실행 === ");
		
		ServerSocket serverSocket = null; 
		Socket socket = null; 
		
		try {
			serverSocket = new ServerSocket(5001);
			socket = serverSocket.accept();
			System.out.println("포트 번호 - 5001 할당 완료");
			
			// 1. 클라이언트 데이터를 받을 입력 스트림 필요 
			// 2. 클라이언트에 데이터를 보낼 출력 스트림 필요 
			// 서버측 - 키보드 입력을 받기 위한 입력 스트림 필요
			
			BufferedReader socketReader = 
					new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
			PrintWriter socketWriter = 
					new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
			BufferedReader keyboardReader =
					new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			
			
			// 멀티 스레딩 개념에 확장 
			// 클라이언트로 부터 데이터를 읽는 스레드 
			Thread readThread = new Thread(() -> {
				try {
					String clientMessage;
					while( (clientMessage = socketReader.readLine()) != null ) {
						System.out.println("서버측 콘솔 : " + clientMessage);
					}
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}); 
			
			// 클라이언트에게 데이터를 보내는 스레드 생성 
			Thread writeThread = new Thread(() -> {
				try {
					String serverMessage; 
					while( ( serverMessage = keyboardReader.readLine() ) != null) {
						// 1. 먼저 키보드를 통해서 데이터를 읽고 
						// 2. 출력 스트림을 활용해서 데이터를 보내야 한다.
						socketWriter.println(serverMessage);
					}
					
				} catch (Exception e2) {
					
				}
			});
			
			// 스레드 동작 -> start() 호출 
			readThread.start();
			writeThread.start();
			
			// Thread join() 메서드는 하나의 스레드가 종료될때 까지 기다리도록 하는 
			// 기능을 제공 한다. 
			readThread.join();
			writeThread.join();
			
			System.out.println("--- 서버 프로그램 종료 --- ");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				socket.close();
				serverSocket.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	} // end of main 

} // end of class

 

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2. 시나리오 코드 작성 (1): 클라이언트 측 구현

 

(1) 클라이언트 측 코드 개요:

-Socket을 생성해 서버에 연결한다.

-BufferedReader를 사용해 서버로부터 메세지를 읽고, PrintWriter를 사용해 서버에게 메세지를 보낸다.

-키보드 입력을 받기 위해 BufferedReader를 사용한다.

-서버로부터 데이터를 읽는 스레드(입력 스레드)와 키보드 입력을 서버로 보내는 스레드(출력 스레드)를 각각 실행한다.

 

(2) 코드 훑어보기

1. 메인 쓰레드

-포트번호가 5001인 socket을 만든다.

-입력한 데이터를 보낼 socketWriter, 키보드 입력을 읽어낼 keyboardReader, 서버가 보낸 데이터를 읽어낼 socketReader를 만든다.

 

(1) readThread 쓰레드

-String 형 변수 serverMessage를 선언한다.

-서버로부터 온 데이터를 읽어들이는 socketReader로 데이터를 읽어들이고, 해당 데이터를 readLine()을 통해 한 줄씩 serverMessage 변수에 넣는다.

-서버로부터 데이터가 들어오게 되면 ( (serverMessage = socketReader.readLine()) != null ) System.out.println;을 통해 출력된다.

-코드의 흐름에 따라 다시 조건식으로 흘러간다.

 

(2) writeThread 쓰레드

-String 형 변수 clientMessage를 선언한다.

-keyboardReader. readLine()을 통해, 사용자의 키보드 입력을 한 줄 단위로 읽어들여 clientMessage에 입력한다.

-while 조건식을 만족하면 socketWriter는 clientMessage를 서버에게 보낸다.

 

(3) 쓰레드 호출

-.start() / .join()을 통해 쓰레드를 호출하고, 제어한다.

 

package ch04;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class MultiThreadClient {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("### 클라이언 실행 ### ");
		
		try {
			
			Socket socket = new Socket("localhost", 5001);
			System.out.println("*** connected to the Server  ***");
			
			PrintWriter socketWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
			BufferedReader socketReader =
					new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
			BufferedReader keyboardReader =
					new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			
			// 서버로 부터 데이터를 읽는 스레드 
			Thread readThread = new Thread(() -> {
				// while <---- 
				try {
					String serverMessage;
					while( (serverMessage = socketReader.readLine()) != null ) {
						System.out.println("서버에서 온 MSG : " + serverMessage);
					}
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			});
			
			// 서버에게 데이터를 보내는 스레드 
			Thread writeThread = new Thread(() -> {
				try {
					
					String clientMessage; 
					while( (clientMessage = keyboardReader.readLine()) != null ) {
						// 1. 키보드에서 데이터를 응용프로그램 안으로 입력 받아서 
						// 2. 서버측 소켓과 연결 되어있는 출력 스트림 통해 데이터를 보낸다. 
						socketWriter.println(clientMessage);
					}
				} catch (Exception e2) {
					e2.printStackTrace();
				}
			});
			
			readThread.start();
			writeThread.start();
			
			readThread.join();
			writeThread.join();
			
			System.out.println(" 클라이언트 측 프로그램 종료 ");
			
		} catch (Exception e) {
			
		}
		
		
		
	} // end of main 
} // end of class