Java Multi-Threaded Chat Server

Uma exploração prática de programação concorrente, sockets TCP e arquitetura de sistemas distribuídos.

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Sobre o Projeto

Este projeto é uma implementação robusta de um sistema de Chat Cliente-Servidor, desenvolvida para demonstrar o domínio sobre conceitos fundamentais de engenharia de software como Multithreading, Sincronização de Threads, Gerenciamento de Recursos e UI/UX com Swing.

O objetivo não é apenas criar um chat, mas sim construir uma arquitetura resiliente capaz de lidar com múltiplas conexões simultâneas sem bloqueios (non-blocking issues) ou condições de corrida (race conditions). Ideal para estudos de caso em Sistemas Distribuídos e Redes de Computadores.

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Screenshots

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Funcionalidades

O sistema foi projetado para ser escalável e seguro, implementando:

Recurso	Descrição
Arquitetura	Comunicação estável via Sockets TCP/IP.
Thread Pool	Uso de ExecutorService para gerenciar até 50 conexões simultâneas sem travar o servidor.
Interface Gráfica	Cliente com Java Swing, eliminando a necessidade de terminal para o usuário final.
Broadcast	Mensagens enviadas são replicadas instantaneamente para todos na sala.
Privacidade	Comando /msg para enviar mensagens privadas e sigilosas.
Thread-Safety	Blocos synchronized protegem a lista de usuários contra condições de corrida (Race Conditions).

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Destaques Técnicos (Engineering Decisions)

Para recrutadores e desenvolvedores, aqui estão as decisões de design críticas tomadas neste projeto:

1. Robustez com ExecutorService (Thread Pool)

Ao invés de criar uma nova Thread para cada cliente (new Thread(runnable).start()), o que poderia levar a um erro de OutOfMemoryError sob alta carga, utilizei um Cached Thread Pool (ou Fixed dependendo da configuração).

• Por quê? Reutilização de threads, controle do número máximo de conexões simultâneas e menor overhead de sistema operacional na criação/destruição de threads.

2. Thread-Safety em Estruturas de Dados

A lista de clientes conectados é um recurso compartilhado crítico.

• Solução: Implementação de blocos synchronized na classe GerenciadorDeClientes para garantir que operações de adição/remoção de usuários sejam atômicas. Isso previne ConcurrentModificationException e estados inconsistentes.

3. Separação de Responsabilidades (EDT vs Network Thread)

No cliente Swing, a leitura de mensagens da rede bloqueia a execução (in.readLine()).

• Solução: Uma Thread dedicada (OuvinteServidor) escuta o servidor, enquanto a Event Dispatch Thread (EDT) do Swing cuida apenas da atualização visual. Isso evita que a interface congele ("System not responding") durante a espera por mensagens.

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Arquitetura do Sistema

A comunicação é baseada no modelo TCP/IP para garantir a entrega de pacotes. O servidor atua como um Hub central, gerenciando o estado de todos os clientes conectados e realizando o Broadcast de mensagens.

sequenceDiagram
participant C1 as Cliente A
participant S as Servidor (Thread Pool)
participant C2 as Cliente B
C1->>S: Conexão (TCP Handshake)
S->>S: Aloca Thread (AtendenteCliente)
S-->>C1: Conexão Aceita
C2->>S: Conexão (TCP Handshake)
S->>S: Aloca Thread (AtendenteCliente)
Note over C1,C2: Troca de Mensagens em Tempo Real
C1->>S: Envia Mensagem "Olá!"
par Broadcast
S->>C1: Recebe "Cliente A: Olá!"
S->>C2: Recebe "Cliente A: Olá!"
end

Loading

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Tecnologias

• Linguagem: Java (JDK 8+)
• Interface: Java Swing (JFrame, JPanel, JScrollPane)
• Rede:java.net.Socket, java.net.ServerSocket
• IO:java.io.PrintWriter, java.io.BufferedReader
• Concorrência:java.util.concurrent.ExecutorService, synchronized

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Estrutura do Projeto

src
├── ServidorChat.java # Classe principal (Main) do servidor e Thread Pool
├── ClienteGUI.java # Interface Gráfica (Swing) do cliente
├── AtendenteCliente.java # Lógica (Runnable) de cada conexão no servidor
├── GerenciadorDeClientes.java # Controle de lista de usuários e roteamento de mensagens
└── OuvinteServidor.java # Thread de escuta assíncrona do cliente

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Como Executar

Pré-requisitos

Certifique-se de ter o Java JDK instalado.

1. Compilar o Código

Abra o terminal na pasta do projeto e execute:

javac *.java

2. Iniciar o Servidor

Primeiro, inicie o servidor (ele ficará escutando na porta 12345):

java ServidorChat

Você verá a mensagem: "Aguardando conexoes na porta 12345..."

3. Iniciar os Clientes

Abra novos terminais (quantos quiser) e execute:

java ClienteGUI

1. Uma janela abrirá pedindo o IP. Se for local, deixe localhost.
2. No chat, digite seu Apelido quando solicitado.

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Comandos do Chat

Ação	Comando / Sintaxe
Chat Geral	Apenas digite e envie. Todos verão.
Mensagem Privada	/msg [Nome] [Mensagem] Ex: /msg Guilherme Olá, tudo bem?
Sair	Digite sair ou feche a janela.