聊天室的设计与实现.doc

Java 聊天室的设计与实现学 院：计算机学院专 业：班 级：学 号:姓 名:秦向红指导老师：2014年11月1。 设计背景12. 设计环境13。 设计目的14。 Socket介绍15。 Socket的通信机制图：36.程序的设计46.1服务器的设计46.2客户端的设计77. 测试及运行结果107.1服务器的测试107。2客户端的测试108。设计总结139。 参考文献1310。附代码1410。1服务器代码1410。2客户端的设计17Java 聊天室的设计与实现1. 设计背景在互联网如此发达的今天，即时通信工具已经成为我们如常生活中必不可少的一部分。人们对网络的依赖越来越多，越来越离不开网络，而由此产生的聊天工具也越来越多，类似有QQ、MSN、微信等,网络聊天使网络聊天系统发展的日新月异，由此产生制作了一个简单的聊天功能的网络聊天程序，由此此设计我还可以更好的学习网络软件的编程知识.Java语言是当今流行的网络编程语言，它具有面向对象，与平台无关，安全，多线程等特点.使用java语言不仅可以实现大型企业级的分布式应用系统,还能够为小型的的,嵌入式设备进行应用程序的开发.面向对象的开发是当今世界最流行的开发方法，它不仅具有更贴近自然地语义,而且有利于软件的维护和继承。此次设计的题目为聊天室，可以巩固所学的java语言基础知识，增进java语言的编辑基本功，拓宽常用类库的应用，使我们通过教学环节与手段，把所学的课程及相关知识加以融会贯通，全面理解网络编程的含义。2. 设计环境操作系统：Window 8CPU：1.80GHz 内存：4。00GB硬盘空间:80G开发工具：JDK1.5、Eclipse3. 设计目的聊天室虽然程序简单，但是在设计与实现的过程中能够充分学到基于Socket的网络编程的技术，使我掌握网络编程的服务的技术，能够充分利用我近期学到的java编程语言。实现聊天功能Client/Server的面向连接的编程技术。使用多线程进行多个客户端和服务器的连接,实现数据的读取与输入。实现网络聊天系统的设计与实现，让我们掌握网络编程的服务的技术，让同学们更加深刻的了解,掌握这方面的知识4. Socket介绍Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思.通常也称作套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务.Socket非常类似于电话插座。在这里,我以一个国家级电话网为例更加清楚的讲解一下Socket.电话的通话双方相当于相互通信的2个进程，区号是它的网络地址;区内一个单位的交换机相当于一台主机，主机分配给每个用户的局内号码相当于Socket号。任何用户在通话之前，首先要占有一部电话机，相当于申请一个Socket;同时要知道对方的号码，相当于对方有一个固定的Socket。然后向对方拨号呼叫,相当于发出连接请求（假如对方不在同一区内，还要拨对方区号，相当于给出网络地址）.假如对方在场并空闲(相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求)，拿起电话话筒,双方就可以正式通话，相当于连接成功。双方通话的过程，是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程，相当于向Socket发送数据和从socket接收数据.通话结束后，一方挂起电话机相当于关闭Socket,撤消连接。在电话系统中，一般用户只能感受到本地电话机和对方电话号码的存在，建立通话的过程，话音传输的过程以及整个电话系统的技术细节对他都是透明的,这也与Socket机制非常相似。Socket利用网间网通信设施实现进程通信，但它对通信设施的细节毫不关心，只要通信设施能提供足够的通信能力，它就满足了。抽象出来，Socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。正如打电话之前,双方必须各自拥有一台电话机一样。在网间网内部,每一个Socket用一个半相关描述：（协议,本地地址，本地端口）。一个完整的Socket有一个本地唯一的Socket号，由操作系统分配。最重要的是，Socket是面向客户/服务器模型而设计的，针对客户和服务器程序提供不同的Socket系统调用.客户随机申请一个Socket(相当于一个想打电话的人可以在任何一台入网电话上拨号呼叫），系统为之分配一个Socket号;服务器拥有全局公认的Socket，任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求（相当于一个被呼叫的电话拥有一个呼叫方知道的电话号码）。Socket利用客户/服务器模式巧妙地解决了进程之间建立通信连接的问题。服务器Socket半相关为全局所公认非常重要。根据传输数据类型的不同，Socket主要分为三类：流式Socket（SOCKSTREAM),在这种方式下，两个通讯的应用程序之间要先建立一种虚拟连 接，提供可靠的、面向连接的通信流，它使用TCP协 议,从而保证了数据传输的正确性和有序性。数据报Socket(SOCKDGRAM），它使用数据报协议UDP,定义了一种无连接服务，数据通过相互独立的 报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠、无差错.原始Socket，原始套接字允许对底层协议如IP或 ICMP直接访问，它功能强大但使用较为不便。主要用于一些协议的开发。5. Socket的通信机制图:TCP服务器端创建对象：Socket()结束连接回应数据请求数据发送连接请求Connect()TCP客户端接受服务的返回结果Read()关闭Close()向服务器发出服务请求Write()创建对象Socket()指定端口号：Bind()监听客户端的连接请求：Listen()阻塞等待连接的建立：Accept()建立连接接受客户端的请求消息Read()处理客户端的请求消息Write()处理结果返回给客户端Read()关闭Close()6.程序的设计6.1服务器的设计1。新建一个Java项目用来实现服务器的设计2. 服务器主函数的创建，使用类TestServerSocket3023.创建服务器的监听事件，使用类ServerListener024. 在服务器的监听事件中，主要指定服务器的端口号以及重写父类的run函数开启新的线程5. 创建基于Socket通信的线程，使用类ChatSocket3026. 在创建基于Socket通信的线程中，主要定义一个Socket变量7. 然后在定义两个函数,一个用于处理数据的输入。8. 另一个用于处理数据的输出9. 实现服务器对客户端进行的管理，使用类ChatManager30210. 实现服务器与客户端的连通中，重要的一点就是对类进行单例化处理，以为不是任何人都可以随便创建此类（即服务器）的，别人只可以连接服务器，而不可以进行创建。11. 另外还设计的函数有添加客户端，移除客户端，以及对客户端的数据进行转发6.2客户端的设计1. 首先新建一个java项目，实现客户端的一些设计2. 新建两个包，一个用于实现功能，另一个用于实现聊天的界面设计3. 界面的设计首先需要新建一个JFrame，命名为MainView4. 新建框架之后需要，需要为其添加编辑框，按钮，显示文本等的控件，添加之后还要为其布局，布局之后显示如下：5.添加主函数，命名为TestClient3026.添加对客户端的数据处理功能,创建类ChatManager3027. 与服务器的创建一样,需要对客户端进行单例化处理，只有本类自己可以创建客户端,别人不可以随便创建8. 另外有对服务器发送的连接请求函数9. 对发送按钮的响应函数7. 测试及运行结果7.1服务器的测试1. 运行服务器,查看显示结果2. 测试服务器绑定的端口号（24302)。打开浏览器，输入127。0。0。1：243027.2客户端的测试1. 运行客户端程序，并新建客户端2. 客户端连接服务器3. 当点击“确定后,在客户端的显示框中，会显示“连接服务器的消息”4. 创建多个客户端，连接服务器进行聊天客户端1:客户端2：8。设计总结基于孙老师讲的Socket的网络聊天系统的设计（C+编写版），由于近期我一直在钻研java编程语言，于是我就做了一个用java语言编写的基于Socket的网络聊天程序的设计。通过本次设计我又进一步对基于Socket的网络聊天有了新的了解，而且本次通过我自己独立设计程序，编写程序，使我对Client/Server结构软件的设计有了新的认识。对网络编程有了进一步的了解.在设计的过程中了解到自己的知识还是比较有限，使得程序还不够完善.回顾此次Java程序的编写。从理论到实践,可以学到很多东西，同时不仅可以巩固以前学的东西，而且学到了很多课本上学不到的东西,通过本次设计，使得自己懂得必须要把理论和实践相结合起来，从理论中得出结论,才能真正掌握这门技术,也提高了自己独立思考的能力,在设计的过程中，可以自己解决。真正体会到要将一门知识学到可以自己运用,才是属于自己的，因此我必须加强实践,多练习。本次设计还有很多不足与缺陷，程序中还有很多问题需要完善。比如，服务器要记录客户端的聊天内容，服务器要显示客户端加载的个数，用户聊天时的登陆界面，图片和文件的加载等一些问题都需要完善.我会不断被改进与完善，还望老师多多指导.谢谢!9. 参考文献1 java网络编程（第四版） 中国电力出版社2 java编程兵书 北京电子工业出版社3 java编程自学手册 机械工业出版社4 java实用编程技术 人民邮电出版社5 网络编程实例 清华大学出版社10。附代码10。1服务器代码10。2客户端的设计第 6 页