[java] 자바 비동기 IO를 사용한 채팅 서버 구현하기

04 Dec 2023

java

이번 포스트에서는 자바에서 비동기 IO를 사용하여 간단한 채팅 서버를 구현하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 비동기 IO를 사용하면 서버가 동시에 여러 클라이언트의 요청에 대응할 수 있어서 확장성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.

필요한 기술 요구사항

JDK 1.7 이상
NIO (New IO) 패키지

단계별로 진행해보기

서버 소켓 생성하기: 서버 소켓을 생성하여 클라이언트의 연결 요청을 받을 준비를 합니다.

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class ChatServer {
    private ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public void startServer(int port) {
        try {
            serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void acceptClient() {
        while (true) {
            try {
                SocketChannel clientSocketChannel = serverSocketChannel.accept();
                // 클라이언트 연결 처리 로직 구현
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ChatServer chatServer = new ChatServer();
        chatServer.startServer(9090);
        chatServer.acceptClient();
    }
}

클라이언트 연결 처리하기: 클라이언트가 서버에 연결되었을 때 발생하는 이벤트를 처리하는 로직을 구현합니다.

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

public class ChatServer {
    // ...

    public void acceptClient() {
        while (true) {
            try {
                SocketChannel clientSocketChannel = serverSocketChannel.accept();
                clientSocketChannel.configureBlocking(false);

                Selector selector = Selector.open();
                clientSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

                while (true) {
                    selector.select();
                    Iterator<SelectionKey> keyIterator = selector.selectedKeys().iterator();

                    while (keyIterator.hasNext()) {
                        SelectionKey key = keyIterator.next();
                        keyIterator.remove();

                        if (key.isReadable()) {
                            SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
                            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                            int bytesRead = channel.read(buffer);

                            if (bytesRead > 0) {
                                buffer.flip();
                                byte[] data = new byte[buffer.remaining()];
                                buffer.get(data);

                                String message = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);
                                System.out.println("Received message: " + message);

                                // 클라이언트로부터 받은 메시지 처리 로직 구현
                            }
                        }
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    // ...
}

클라이언트로부터 받은 메시지 처리하기: 클라이언트로부터 받은 메시지에 대한 처리 로직을 구현합니다. 이 예제에서는 간단하게 받은 메시지를 그대로 콘솔에 출력하는 것으로 구현했습니다.

// ...

if (bytesRead > 0) {
    buffer.flip();
    byte[] data = new byte[buffer.remaining()];
    buffer.get(data);

    String message = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);
    System.out.println("Received message: " + message);

    // 클라이언트로부터 받은 메시지 처리 로직
    // ...

    // 클라이언트에게 응답하기
    String responseMessage = "Message received!";
    byte[] responseBytes = responseMessage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
    ByteBuffer responseBuffer = ByteBuffer.wrap(responseBytes);
    channel.write(responseBuffer);
}

코드 실행하기: ChatServer 클래스의 main 메서드를 실행하여 서버를 시작합니다.

public static void main(String[] args) {
    ChatServer chatServer = new ChatServer();
    chatServer.startServer(9090);
    chatServer.acceptClient();
}

결론

이렇게 자바에서 비동기 IO를 사용하여 간단한 채팅 서버를 구현하는 방법에 대해 알아보았습니다. 비동기 IO를 사용하면 동시에 여러 클라이언트와 효율적으로 통신할 수 있으며, 확장성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.