基于Socket聊天室(C#版).doc

一、服务器/客户端聊天室模型1.首先启动聊天室服务器，使得TcpListener开始监听端口，此时TcpListener会进入Pending状态，等待客户端连接；2.其次，当有客户端连接后，通过AccepSocket返回与客户端连接的Socket对象，然后通过读写Socket对象完成与聊天室客户端的数据传输。聊天室客户端成功启动后，首先创建一个Socket对象，然后通过这个Socket对象连接聊天室服务器，连接成功后开通Socket完成数据的接收和发送处理。二、系统功能设计本设计为一个简单的聊天室工具，设计基本的聊天功能，如聊天、列表维护等。系统主要为两大块：聊天室服务器及聊天室客户端。服务器界面设计如下：客户端界面设计如下：三、聊天协议的应答A网络B主机与主机通信主要识别身份（标识设备用IP）及通信协议网络应用程序端口号接收数据注：1.IP地址是总机，端口号是分机（传输层）2.端口号为16位二进制数，范围0到65535，但实际编程只能用1024以上端口号Socket编程首先，我们了解常用网络编程协议。我们用得最多的协议是UDP和TCP，UDP是不可靠传输服务，TCP是可靠传输服务。UDP就像点对点的数据传输一样，发送者把数据打包，包上有收信者的地址和其他必要信息，至于收信者能不能收到，UDP协议并不保证。而TCP协议就像(实际他们是一个层次的网络协议)是建立在UDP的基础上，加入了校验和重传等复杂的机制来保证数据可靠的传达到收信者。一个是面向连接一个无连接，各有用处，在一些数据传输率高的场合如视频会议倾向于UDP，而对一些数据安全要求高的地方如下载文件就倾向于TCP。Socket网络应用程序电话机访问通信协议聊天协议的应答：聊天状态：CLOSED和CONNECTED状态执行CONN命令后进入CONNECTED状态，执行下列命令：CONN:连接聊天室服务器JOIN:加入聊天（通知其他用户本人已经加入聊天室服务器）LIST:列出所有的用户（向客户端发送全部的登录用户名字）CHAT:发送聊天信息（公开的聊天信息）PRIV:进行私聊（三个参数：私聊信息用户；接收私聊信息用户；发送信息）EXIT:客户端向服务器发送离开请求；QUIT:退出聊天，服务器向客户端发送退出命令（执行QUIT命令聊天状态变为CLOSED）四、系统实现服务器协议解析：当有客户端连接聊天室服务器后，服务器立刻为这个客户建立一个数据接收的线程（多用户程序必备）。在接收线程中，如果收到聊天命令，就对其进行解析处理，服务器可以处理五种命令：CONNLISTCHATPRIVEXIT。服务器接收到CONN命令，就向其他用户发送JOIN命令告诉有用户加入，然后把当前的全部用户信息返回给刚刚加入的用户，以便在界面上显示用户列表。当接收到EXIT命令后，就清除当前用户的信息，然后向其他用户发送QUIT命令，告诉其他用户退出了，这些用户的客户端把离开的用户从用户列表中删除。聊天室客户端的协议解析：当客户端连接到服务器后，服务器立刻建立一个数据接收的独立线程。在接收线程中，如果收到了聊天命令，就对其进行解析处理。聊天室客户端一共处理的命令有五种：OKERRLISTJOINQUIT命令。五、程序设计（代码）服务器端设计：引入网络操作命名空间System.Net、System.Net.Sockets；线程处理命名空间System.Threading第一步：界面设计及类与相关成员的定义对界面进行设计（简单）对内部函数进行设计（要编写一个独立的类即Client类，封装了客户端的信息与连接，每一个客户进入聊天室，就创建一个Client对象，用于保存该用户的信息并接收用户数据和发送信息到客户端）几个重要的类：TcpListener类（服务器套接字创建）、Socket类internal static Hashtable clients = new Hashtable();/clients数组保存当前在线用户的client对象 private TcpListener listener;/该服务器默认的监听端口号 static int MAX_NUM = 100; /服务器可以支持的客户端的最大连接数 internal static bool SocketServiceFlag = false;/开始服务的标志/获得本地局域网或者拨号动态分配的IP地址，在启动服务器时会用到IP地址 private string getIPAddress() /获得本机局域网IP地址 IPAddress Addresslist=Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName().AddressList; if (Addresslist.Length1) return ; return Addresslist0.ToString(); /获得动态的IP地址 private static string getDynamicIPAddress() IPAddress Addresslist = Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName().AddressList; if (Addresslist.Length 2) return ; return Addresslist1.ToString(); /服务器监听的端口号通过getValidPort()函数获得 private int getValidPort(string port) int lport; /测试端口号是否有效 try /是否为空 if (port = ) throw new ArgumentException(端口号为空，不能启动服务器); lport = System.Convert.ToInt32(port); catch (Exception e) Console.WriteLine(无效的端口号： + e.ToString(); this.rtbSocketMsg.AppendText(无效的端口号： + e.ToString() + n); return -1; return lport; private void btnSocketStart_Click(object sender, EventArgs e) int port = getValidPort(tbSocketPort.Text); if (port = MAX_NUM) this.rtbSocketMsg.AppendText(已经达到了最大连接数： + MAX_NUM + ,拒绝新的链接n); socket.Close(); else /启动一个新的线程 /执行方法this.ServiceClient,处理用户相应的请求 ChatSever.Client.Client client = new ChatSever.Client.Client(this, socket); Thread clientService = new Thread(new ThreadStart(client.ServiceClient); clientService.Start(); Thread.Sleep(200);/提高性能整体速度，原因不详 catch (Exception ex) this.rtbSocketMsg.AppendText(ex.Message.ToString() + n); private void tbSocketPort_TextChanged(object sender, EventArgs e) if (this.tbSocketPort.Text!=) this.btnSocketStart.Enabled = true; /下面为一些界面处理函数 private void btnSocketStop_Click(object sender, EventArgs e) Form1.SocketServiceFlag = false; this.btnSocketStart.Enabled = true; this.btnSocketStop.Enabled = false; public void addUser(string username) this.rtbSocketMsg.AppendText(username + 已经加入n);/将刚连接的用户名加入到当前在线用户列表中 this.lbSocketClients.Items.Add(username); this.tbSocketClientsNum.Text = System.Convert.ToString(clients.Count); public void removeUser(string username) this.rtbSocketMsg.AppendText(username + 已经离开n);/将刚连接的用户名加入到当前在线用户列表中 this.lbSocketClients.Items.Remove(username); this.tbSocketClientsNum.Text = System.Convert.ToString(clients.Count); public string GetUserList() string Rtn = ; for (int i = 0; i lbSocketClients.Items.Count; i+) Rtn += lbSocketClients.Itemsi.ToString() + |; return Rtn; public void updateUI(string msg) this.rtbSocketMsg.AppendText(msg + n); private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e) Form1.SocketServiceFlag = false; /下面为Client类定义public class Client private string name;/保存用户名 private Socket currentSocket = null;/保存与当前用户连接的Socket对象 private string ipAddress;/保存用户的IP地址 private Form1 server; /保存当前连接状态 /Closed-connected-closed private string state = closed; public Client(Form1 server, Socket clientSocket) this.server = server; this.currentSocket = clientSocket; ipAddress = getRemoteIPAddress(); public string Name get return name; set name = value; public Socket CurrentSocket get return currentSocket;/ipAddress private string getRemoteIPAddress() return (IPEndPoint)currentSocket.RemoteEndPoint).Address.ToString(); /SendToClient()方法实现了向客户端发送命令请求的功能 private void SendToClient(Client client, string msg) System.Byte message = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(msg.ToCharArray(); client.currentSocket.Send(message, message.Length, 0); /ServiceClient 方法用于和客户端进行数据通信，包括接收客户端的请求 /它根据不同的请求命令执行相应的操作，并将处理结果返回到客户端 /ServiceClient()函数为服务器接收客户数据的线程主体，主要用来接收用户发送来的数据，并处理聊天命令 public void ServiceClient() string tokens=null; byte buff=new byte1024; bool keepConnect=true; /用循环来不断地与客户端进行交互，直到客户端发出“EXIT”命令 /将keepConnect职为false，退出循环，关闭连接，并中止当前线程 while(keepConnect&Form1.SocketServiceFlag) /tokens=null; try if(currentSocket=null|currentSocket.Available+receiver+”:”+content; /仅将信息转发给法送者和接收者 if (Form1.clients.Contains(sender) SendToClient(Client)Form1.clientssender,message); if (Form1.clients.Contains(receiver) SendToClient(Client)Form1.clientsreceiver,message); server.updateUI(tokens1); else /send err to server SendToClient(this,ERR|state error,please login first); else if (tokens0=EXIT) /此时收到的命令的格式为：命令标识符EXIT|发送者的用户名：发送内容| /向所有当前在线的用户发送该用户已离开的消息 if(Form1.clients.Contains(tokens1) Client client=(Client)Form1.clients(tokens1); /将该用户对应Client对象从clients中删除 Hashtable syncClients=Hashtable.Synchronized(Form1.clients); syncClients.Remove(client.name); server.removeUser(client.name); /向客户端发送QUIT命令 string message =QUIT|+tokens1;