java课程设计—网络爬虫搜索引擎.doc

武汉理工大学java语言课程设计学 号： 课 程 设 计题 目网络爬虫搜索引擎学 院管理学院专 业信息管理与信息系统班 级姓 名指导教师王新201年7月4日课程设计任务书学生姓名： 指导教师： 王新 工作单位：信息管理与信息系统系 题 目: 网络爬虫搜索引擎 初始条件：合理应用Java相关知识与编程技能，结合UML面向对象设计，解决信息管理领域的实际问题，如学生成绩管理、学籍管理、图书借阅管理、自动存取款机、通信录管理、商品销售管理、医院门诊管理、火车订票管理、影院自动售票、世界杯足球比赛管理、人力资源管理、酒店前台管理、房产中介管理、停车收费管理等。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1进行需求分析，撰写需求文档，绘制用例图。2识别需求文档中的类，建模类，初步绘制类图（之后逐渐完善）。3确定、建模类的实例变量。4确定、建模类的方法。5若有需要，在系统中加入继承与多态。6将UML图转换成Java代码框架。7设计算法，若有复杂的数据结构需求，使用相应集合框架。8设计数据访问层，若有数据持久化需求，使用数据库/文件。9添加表示层，若程序运行在桌面，使用图形用户界面。10实现完整的系统，最终Java源代码至少在300行以上。11进行测试，并给出相应结果。课程设计报告中要求详细描述思路、步骤、方法、实现、问题及解决过程、操作说明、测试及结果。时间安排：12014年6月23日 课程设计选题、查阅资料22014年6月24日25日 UML面向对象设计32014年6月26日7月1日 Java程序设计与代码调试42014年7月2日 改进、完善、测试系统52014年7月3日7月4日上午 撰写、提交课程设计报告62014年7月4日下午 课程设计答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日网络爬虫搜索引擎1项目介绍1.1开发背景该项目软件开发的意图是开发出一款网络爬虫软件。应用目标为搜集网络信息，便于查询使用。在如今的BIG DATA时代，网络信息庞大而又复杂，用户很难直接从中获得需要的信息。网络爬虫软件就是将这些信息收集并整理，当用户发起搜索请求时，该系统可将用户最需要的信息反馈给用户。1.2用户的特点 本软件为免费软件，可供所有可使用互联网的用户使用。最终用户只需掌握基本的上网技术即可，操作人员的主要工作是启动和关闭服务器，只需掌握基本的电脑使用方法即可。维护人员需要专业的程序员，懂得Java的网络编程以及计算机网络基础，教育水平在专科以上。软件的预期工作时间为24h/日。组织结构图及用户角色如图表1-1所示：1.3需求分析1.3.1各子模块功能的描述本系统共分为三大模块：爬虫模块、数据库模块和搜索模块，也就是后台、前台和数据库。每一个模块有各自的分工，最后三大模块集合在一起构成一个完整的网络爬虫系统。各个子模块的详细功能如下：1.3.2爬虫模块第一个模块为爬虫模块。爬虫模块的主要任务是负责寻找网页，并将网页内的URL和关键字提取出来。此模块又详细分为两大模块：服务器模块和正则引擎模块，这两个模块分别负责上述的两个功能。服务器模块向某个种子URL发送请求，或得其页面内容；正则引擎模块将服务器获取的页面用正则表达式对其进行分析，截取其中的URL和关键字，然后再将URL传递给服务器模块。系统按照这样的方式不断的抓取网页并进行分析，最后将结果存进数据库。1.3.3搜索模块第二个模块是搜索模块，用户在搜索界面输入关键字，然后系统在数据库中搜索对应的关键字，最后将结果返回给用户。此模块又分为搜索界面和结果界面。搜索界面是首页，用户在此界面中输入想要搜索的关键词，这些关键词将被此页面记录下来传递到数据中进行搜素。结果页面是数据库结果的接受者，当数据库完成搜素后会将结果传递给次页面，然后结果页面会将结果呈现给用户。1.3.4数据库模块数据库模块在整个系统中起到存储和桥梁作用。爬虫模块将搜索的结果整理完成后存入数据库，搜索模块从数据库中获取需要的信息并呈现给用户。1.4对非功能性的需求1.4.1精度 该系统的输入为一个字符串，里面包含了一个或多个关键字，长度在38个汉字以内，超过的部分将被直接舍弃。输出的数据要求包括网站的URL和页面简介，按照页面内容与搜索内容的匹配程度来排序。1.4.2时间特性要求 a) 响应时间0.01sb) 更新处理时间0.1c) 数据的转换和传送时间0.1s1.4.3灵活性该系统运用的主要语言是Java，由于Java是一门跨平台的语言，所以本系统的兼容性比较强，只要配置了Java环境就可以运行。当该系统与数据库MySQL的接口发生变化时，系统在重新加载了新的驱动后要能够正常运行。1.4.4输人输出要求输入：由用户输入搜索关键字，关键字类型为合法字符。输出：显示结果列表或提示信息，包含页面地址、页面标题、页面描述的条目列表或字符串提示信息。1.4.5故障处理要求出错输出信息：根据不同的错误提供不同的错误提示信息。例如无网络连接、无法检索到结果。出错处理对策：1）一般错误：显示错误信息，提示用户重新操作 2）严重错误：重新启动，必要时启用备份恢复数据1.4.6其他专门要求如用户单位对安全保密的要求，对使用方便的要求，对可维护性、可补充性、易读性、可靠性、运行环境可转换性的特殊要求等。 1)健壮性：如果用户在发送搜索请求后与服务器连接中断，在用户重新连接后并重新请求时，系统应快速将信息反馈给用户。2)可维护性：新的管理员应该可以在10分钟以内掌握关闭和开启服务器等基本操作。3）运行环境可转换行：任何装有浏览器的系统都应该可以访问服务器。当服务器更换操作系统时，在部署好Java环境后应可以马上运行。2程序设计2.1总体设计思想本软件通过客户端浏览器，用户设置自己的爱好，并通过http传给服务器，服务器接收信息执行响应操作。2.3程序设计总体框图系统功能层次模块图如图1-2所示图表1-1 系统层次模块图2.4程序详细设计（1）RecordDAOProxy类UML设计（2）IRecordDAO类设计说明（3）DatabaseConnection类设计说明(4)RecordDAOImpl类设计说明（5）Record类设计说明（6）HtmlHelper类设计说明（7）SpiderThread类设计说明（8）DAOFactory类设计说明（9）Page类UML设计（10）测试类UML设计（7）主体程序UML类图源代码部分： RecordDAOProxy.java代码import java.util.ArrayList;import com.engine.dao.impl.RecordDAOProxy;import com.engine.po.Record;import com.engine.util.HtmlHelper;/* author */public class ResultController private ResultController ()private static ResultController resultController;/* return ResultController */Public static synchronized ResultController getResultController()if(resultController = null)resultController = new ResultController();return resultController;/* * param keyWord * return Record * throws Exception*/public ArrayList queryResult(String keyWord) throws Exception String keyWords = keyWord.split(s);ArrayList list = new ArrayList();RecordDAOProxy recordDao =null;for(int i=0; ikeyWords.length;+i)keyWord = keyWordsi;recordDao = new RecordDAOProxy();list.addAll(recordDao.getRecord(WHERE recordTitle LIKE % + keyWord + %);recordDao = new RecordDAOProxy();list.addAll(recordDao.getRecord(WHERE recordContent LIKE % + keyWord + %);return list;User.java代码import java.io.Serializable;public class User implements Serializableprivate static final long serialVersionUID = 5612649006026227700L;private String no; private String name; private Integer age; private String sex; private String phone; private String imagePath;public String getNo() return no;public void setNo(String no) this.no = no;public String getName() return name;public void setName(String name) this.name = name;public Integer getAge() return age;public void setAge(Integer age) this.age = age;public String getSex() return sex;public void setSex(String sex) this.sex = sex;public String getPhone() return phone;public void setPhone(String phone) this.phone = phone;public String getImagePath() return imagePath;public void setImagePath(String imagePath) this.imagePath = imagePath; BusinessObject.java代码import java.util.List;public class BusinessObject int currentPos; User users; PropertiesUtil proutil; public BusinessObject() currentPos = 0; proutil = new PropertiesUtil(config/telephone.dat); users = getAllUsers();public User getAllUsers() List list = proutil.getUsers();User users2 = new Userlist.size();for(int i =0;i0)currentPos -;return userscurrentPos;public User next() if(currentPos users.length - 1)currentPos +;return userscurrentPos;public User last() currentPos = users.length - 1;return userscurrentPos;public void saveUser(User user) proutil.save(user);users = getAllUsers();currentPos = Integer.parseInt(user.getNo() - 1; PropertiesUtil.java代码import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import javax.swing.JOptionPane;public class PropertiesUtil private ObjectInputStream ois = null;private ObjectOutputStream oos = null;private List lstUsers = new ArrayList();private String fileName = null;public PropertiesUtil(String fileName)this.fileName = fileName; SuppressWarnings(unchecked)public List getUsers()try ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileName); lstUsers = (ArrayList)ois.readObject(); ois.close(); catch(FileNotFoundException e) intRecord(); catch (ClassNotFoundException e) e.printStackTrace(); catch (IOException e) e.printStackTrace(); return lstUsers; public void save(User user)try oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(config/telephone.dat);int i;for( i = 0;i = lstUsers.size() lstUsers.add(user);/新增oos.writeObject(lstUsers);oos.flush();oos.close(); catch (IOException e) e.printStackTrace();/* * 若记录文件不存在,则初始化记录文件 */private void intRecord()/创建文件File f = new File(config/telephone.dat);try f.createNewFile(); catch (IOException e1) e1.printStackTrace();/新建一条记录User u = new User();u.setNo(1);u.setName();u.setAge(0);u.setSex(F);u.setPhone();u.setImagePath();try oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(config/telephone.dat);lstUsers.add(u);oos.writeObject(lstUsers);oos.close(); JOptionPane.showMessageDialog(null, 请重启本程序); System.exit(0); catch (FileNotFoundException e1) e1.printStackTrace(); catch (IOException e1) e1.printStackTrace();Test.java代码import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectOutputStream;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Test private ObjectOutputStream oos = null;private List lstUsers = new ArrayList();User u1 = null;User u2 = null;User u3 = null;public Test() try oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(config/telephone.dat);u1 = new User();u1.setNo(1);u1.setName(人物1);u1.setSex(M);u1.setAge(11);u1.setPhone(111);u1.setImagePath(config/demo8.jpg);lstUsers.add(u1);u2 = new User();u2.setNo(2);u2.setName(人物2);u2.setSex(F);u2.setAge(22);u2.setPhone(222);u2.setImagePath(config/demo4.jpg);lstUsers.add(u2);u3 = new User();u3.setNo(3);u3.setName(人物3);u3.setSex(F);u3.setAge(33);u3.setPhone(333);u3.setImagePath(config/demo2.jpg);lstUsers.add(u3); catch (FileNotFoundException e) e.printStackTrace(); catch (IOException e) e.printStackTrace();public static void main(String args) Test t = new Test();try t.oos.writeObject(t.lstUsers);t.oos.close(); catch (IOException e) e.printStackTrace();public class Result private String recordLink;private String recordTitle;private String recordAbstractContent;private String keywordTimes;public String getRecordLink() return recordLink;public void setRecordLink(String recordLink) this.recordLink = recordLink;public String getRecordTitle() return recordTitle;public void setRecordTitle(String recordTitle) this.recordTitle = recordTitle;public String getRecordAbstractContent() return recordAbstractContent;public void setRecordAbstractContent(String recordAbstractContent) this.recordAbstractContent = recordAbstractContent;public String getKeywordTimes() return keywordTimes;public void setKeywordTimes(String keywordTimes) this.keywordTimes = keywordTimes;import java.sql.*;public class DatabaseConnection private Connection con=null;private static final String DRIVER=com.mysql.jdbc.Driver;private static final String URL=jdbc:mysql:/localhost:3306/webengine?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8;private static final String USER=root;private static final String PASS=1234;public DatabaseConnection() throws ExceptionClass.forName(DRIVER);con=DriverManager.getConnection(URL, USER, PASS);public Connection getConnection() throws Exceptionreturn con;public void close() throws Exceptionif(con!=null)con.close();import java.io.IOException;import javax.servlet.Filter;import javax.servlet.FilterChain;import javax.servlet.FilterConfig;import javax.servlet.ServletException;import javax.servlet.ServletRequest;import javax.servlet.ServletResponse;public class SetCharacterEncodingFilter implements Filter private String encoding;Overridepublic void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException / TODO Auto-generated method stubthis.encoding = filterConfig.getInitParameter(encoding);Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,FilterChain chain) throws IOException, ServletException / TODO Auto-generated method stubrequest.setCharacterEncoding(this.encoding);chain.doFilter(request, response);Overridepublic void destroy() / TODO Auto-generated method stubthis.encoding=null;import java.sql.*;import java.util.*;import com.engine.dao.IRecordDAO;import com.engine.po.Record;public class RecordDAOImpl implements IRecordDAO SuppressWarnings(unused)private Connection con = null;SuppressWarnings(unused)private PreparedStatement stat = null;public RecordDAOImpl(Connection con) this.con = con;Overridepublic boolean insertRecord(Record record) throws Exception int i = 0;String sql = insert into Result(recordTitle,recordContent,recordLink) values(?,?,?);try PreparedStatement preStmt = con.prepareStatement(sql);preStmt.setString(1, record.getRecordTitle();preStmt.setString(2, record.getRecordContent();preStmt.setString(3, record.getRecordLink();i = preStmt.executeUpdate(); catch (SQLException e) e.printStackTrace();if (i = 1) return true;/ else return false;Overridepublic boolean clearAll() throws Exception Connection conn;boolean flag = false;String sql;try conn = con;sql = delete * from Result;flag = stat.execute(sql); catch (Exception ex) System.out.println(Error : + ex.toString();if (flag) return true; else return false;Overridepublic ArrayList getRecord(String condition) throws Exception ArrayList records = new ArrayList();String sql = select recordLink,recordTitle,recordContent from Result + condition;tryResultSet rs=con.createStatement().executeQuery(sql);while(rs.next()Record record=new Record();record.setRecordLink(rs.getString(recordLink);record.setRecordTitle(rs.getString(recordTitle);String content = rs.getString(recordContent);if(content.length()=400)content = content.substring(0,400)+.;record.setRecordContent(content);records.add(record);catch (SQLException e) e.printStackTrace();return records;public ArrayList getRecord(String where, int number)throws Exception ArrayList records = new ArrayList();String sql = select recordLink,recordTitle,recordContent from Result where +where + limit + Integer.toString(number);tryResultSet rs=con.createStatement().executeQuery(sql);while(rs.next()Record record=new Record();record.setRecordLink(rs.getString(rec