Práctica 3.1 - Implementación de una sala de chat cliente/servidor en Java usando UDP

Descripción de la tarea

Desarrolla una aplicación cliente/servidor en Java que permita a múltiples clientes participar en una sala de chat utilizando el protocolo UDP. La aplicación debe incorporar funcionalidades adicionales que mejoren la experiencia de usuario y la robustez del sistema.

Requisitos específicos

Comunicación básica:
- Implementar un servidor UDP que reciba mensajes de los clientes y los reenvíe a todos los clientes conectados.
- Implementar un cliente UDP que permita a los usuarios enviar mensajes al servidor y recibir mensajes de otros usuarios a través del servidor.
Nombres de usuario únicos:
- Al iniciar la aplicación, cada cliente debe ingresar un nombre de usuario.
- El servidor debe garantizar que no existan dos usuarios conectados con el mismo nombre.
- Si un nombre de usuario ya está en uso, el servidor debe notificar al cliente y solicitar un nombre diferente.
- Todos los mensajes enviados deben incluir el nombre de usuario del remitente.
Mensajes privados:
- Permitir a los usuarios enviar mensajes privados a otros usuarios específicos.
- Utilizar un formato especial para los mensajes privados, por ejemplo: /privado <usuario_destino> <mensaje>
- El servidor debe reenviar el mensaje únicamente al usuario destinatario, indicando que es un mensaje privado.
- Si el usuario destinatario no existe o no está conectado, el servidor debe notificar al remitente.
Listado de usuarios conectados:
- Implementar un comando que permita a los clientes solicitar la lista actual de usuarios conectados.
- Utilizar un comando específico, por ejemplo: /usuarios
- El servidor debe responder al cliente que lo solicitó con la lista actualizada de usuarios.
Desconexión limpia:
- Cuando un cliente decide salir del chat, debe notificar al servidor mediante un comando, por ejemplo: /salir
- El servidor debe eliminar al usuario de la lista de usuarios conectados.
- El servidor debe notificar a los demás clientes que el usuario se ha desconectado.
Manejo de comandos desconocidos:
- Si un cliente envía un comando no reconocido (por ejemplo, un mensaje que comienza con / pero no es un comando válido), el servidor debe responder al cliente con un mensaje de error adecuado.
Historial de mensajes:
- El servidor debe mantener un historial de los últimos 10 mensajes.
- Cuando un nuevo cliente se conecta, el servidor le envía el historial para que pueda ponerse al día con la conversación.
Interfaz de usuario:
- Los mensajes deben ser claros y distinguir entre mensajes públicos, mensajes privados y notificaciones del sistema.
- Ejemplo de formato para mensajes públicos: [Usuario] Mensaje
- Ejemplo de formato para mensajes privados: [Privado de Usuario] Mensaje
- Ejemplo de notificación del sistema: Usuario se ha conectado/desconectado
Servidor monohilo:
- Importante: El servidor no debe ser multihilo. Todas las operaciones deben manejarse en un solo hilo de ejecución.
- A pesar de las limitaciones de no utilizar hilos adicionales, el servidor debe ser capaz de manejar múltiples clientes de manera eficiente utilizando el protocolo UDP.
Robustez y manejo de errores:
- El servidor y los clientes deben manejar adecuadamente posibles excepciones y errores de comunicación.
- La aplicación no debe cerrarse inesperadamente ante entradas incorrectas o problemas de red.
- Implementar validaciones necesarias para garantizar la estabilidad del sistema.
Visualización de actividades del servidor:
- El servidor debe mostrar en la consola, durante su ejecución, las acciones que va realizando.
- Esto incluye eventos como: conexiones de nuevos usuarios, desconexiones, recepción y envío de mensajes, manejo de comandos y cualquier error o situación relevante.
- La información mostrada debe ser clara y permitir al administrador del servidor entender el estado y actividad del sistema.

Instrucciones Adicionales

Desarrollo modular:
- Estructura tu código de forma modular, creando funciones o métodos que separen claramente las distintas funcionalidades (por ejemplo, manejo de comandos, envío y recepción de mensajes, etc.).
Comentarios y buenas prácticas:
- Incluye comentarios en el código que expliquen las partes más importantes y la lógica implementada.
- Sigue las buenas prácticas de programación en Java (nombres de variables significativos, indentación, manejo adecuado de recursos, etc.).
Pruebas:
- Realiza pruebas exhaustivas para asegurarte de que todas las funcionalidades funcionan correctamente.
- Prueba escenarios como: conexión de múltiples usuarios, envío de mensajes públicos y privados, manejo de usuarios con nombres duplicados, comandos desconocidos, etc.
Documentación:
- Proporciona un breve manual de usuario que explique cómo utilizar la aplicación, incluyendo los comandos disponibles y ejemplos de uso.
- Incluye instrucciones sobre cómo compilar y ejecutar la aplicación.

Ayuda para la aplicación cliente

Un posible esquema del código cliente podría ser este:

INICIO DEL PROGRAMA

1. Configurar la dirección y el puerto del servidor al que se conectará el cliente.

2. Crear un socket UDP para comunicación.

3. Solicitar al usuario que ingrese su nombre de usuario.

4. Enviar un mensaje al servidor para registrarse con el nombre de usuario ingresado.

5. Crear un hilo separado para recibir mensajes del servidor:
    a. Mientras el programa esté en ejecución:
        i. Esperar a recibir mensajes del servidor.
        ii. Al recibir un mensaje:
            - Mostrar el mensaje al usuario.
    b. Manejar posibles errores en la recepción de mensajes.

6. En el hilo principal, permitir que el usuario ingrese mensajes para enviar:
    a. Mientras el programa esté en ejecución:
        i. Leer la entrada del usuario.
        ii. Si el usuario ingresa un comando para salir:
            - Notificar al servidor de la desconexión.
            - Terminar el programa.
        iii. En caso contrario:
            - Enviar el mensaje al servidor para que sea procesado.

7. Al terminar el programa:
    a. Cerrar el socket y liberar recursos.
    b. Esperar a que el hilo de recepción finalice adecuadamente.

FIN DEL PROGRAMA

Criterios de evaluación

Esta práctica evalúa los criterios de evaluación a), b), c), d), e), f) y g) del RA3. Para su corrección se tendrá en cuenta:

Correctitud y completitud de las funcionalidades requeridas (70%).
Calidad del código (10%).
Manejo adecuado de errores y robustez de la aplicación (5%).
Interfaz de usuario (5%).
Documentación y claridad en las instrucciones proporcionadas (10%).

Método de entrega

Comprime el proyecto junto con la documentación en un archivo ZIP y súbelo a la plataforma Moodle Centros en el lugar dedicado a ello. El archivo ZIP deberá tener el siguiente formato:

Apellido1Apellido2_Nombre_PSP_UD3_P1.zip