网络课程设计实验报告--QQ聊天实现

计算机网络课程设计报告

设计选题网络聊天室

姓名马继鸣

学号 0909090630

完成时间 2012-1-12 一、需求分析

聊天工具大多数由客户端程序和服务器程序外加服务器端，本程序采用客户机/服务器架构模式。通过Java提供的Socket类来连接客户机和服务器并使客户机和服务器之间相互通信，由于聊天是多点对多点的而Java提供的多线程功能。用多线程可完成多点对多点的聊天。

主要有两个应用程序，分别为服务器程序和客户端程序。服务器应用程序主要用于消息转发，以及向所有用户发送系统消息等；客户端应用程序主要用于客户聊天记录的显示和信息输入。采用Client/Server（C/S）体系结构，即客户机/服务器体系结构。聊天服务器专门用于监控用户状态和转发消息，客户端负责接收消息的用户序列和消息文本发送到服务器。该聊天系统实现群聊，用户登陆，退出聊天系统等功能。

二. 设计

1．设计思想：

课程设计中利用JAVA实现基于C/S模式的聊天程序。聊天室共分为服

务器端和客户端两部分，服务器端程序主要负责侦听客户发来的消息，客

户端登录到服务器端才可以实现正常的聊天功能。

2．功能设计

（1）服务器端的主要功能如下。

在特定端口上进行侦听，等待客户端连接。用户可以配置服务端的侦听端口，默认端口为10000.

当停止服务时，断开所有用户连接。

（2）客户端的主要功能如下。

连接到已经开启聊天服务的服务端。

当服务器端开启的话，用户可以随时登录与注销。

用户可以向所有人发送消息。

3．详细设计

聊天室服务器端设计

聊天室服务器中主要的功能文件的功能如下：

MyButLis.java

主要用于添加事件侦听和动作处理，具体是服务器按钮中的“终止”“发送”的处理。

public class MyButLis implements ActionListener

private MyServe server;

private JTextField filed1;

public void actionPerformed(ActionEvent e)

MyChatSet.java

服务器的线程队列，运行的方法，新增一个用户，则增加一个线程，并可以返回应答消息，给其余用户发送上下线信息，发送聊天信息（群聊私聊虽然已写，但是不知为何没有实现），发送用户列表。关键在于除了线程之外，还定义了传输数据时的协议内容，如何分辨不同的信息，如聊天信息，登陆信息，上下线信息，并把信息完整准确的传递。

public static ArrayList servers=new ArrayList();//线程队列

public static void addThread(MyserThread th) //增加一个服务器线程对象

public static void sendReMess(String type,String state,String s,MyserThread myth)//返回应答信息

public static void SendOSMess(String type,String user)//其他用户上下线信息

public static void SendChatMess(String type,String sender,String reciver,String Mess)//聊天信息

public static void SendList//用户列表

MyCheckTool.java

保存用户的登陆信息，在其中建立一个码表，并且可以判断登陆信息是否合法。

//建立码表，用以保存用户信息

private static Map maps=new HashMap();

public static boolean CheckUser(MyUserInfo user)// 验证用户名

MyFrame.java

建立服务器的主界面，关联侦听器。并启动线程。

MyFrame my=new MyFrame();

my.ShowUI();// 显示UI界面

public void ShowUI()

server.SetUP();

MyserThread.java

服务器线程类，定义输入输出流，发送读取信息，获取信息中相应标签的信息，用以判断用户名，密码，并可以中断连接。

this.socket=socket;

output=socket.getOutputStream();

input=socket.getInputStream();

public void SendMess(String s)//发送信息

public String ReadMess() //读取信息

public boolean ReadFirst()//将第一条信息读出来

public String GetValue(String type ,String Mess)

public void Pocess()//用以判断用户名、密码

public void run()//线程开始

public MyUserInfo getUser()//获得该线程中的用户信息

MyServe.java

建立服务器，并启动该线程。

server=new ServerSocket(inport);

Socket sc=server.accept();//获得socket对象

MyserThread th=new MyserThread(sc);

th.start(); //启动线程

客户端中主要的功能文件概述如下：

MyButLis.java

主要用于添加事件侦听和动作处理，具体是在客户端中的登陆注册发送等的处理。

public MyButLis(MySocketChat socket,JTextArea area1,JTextArea area2,MyLoginUI loginUI,JComboBox box)

public void actionPerformed(ActionEvent e) //设置动作监听器MyChatFrame.java

客户端的图形界面。关联侦听器。并启动线程。

socket.setArea(area1);

socket.start()

MyLoginUI.java

登陆界面

MySocketChat.java

构建连接，截取字符串，发送登陆，注册，聊天信息，读取信息并判断设置启动线程方法。

public MySocketChat(JTextField field1,JTextField field2,JTextArea area)//重写构造函数

public String GetValue(String type ,String Mess) //截取字符串

public void SendMess(String type)// 发送登陆或者注册信息

public void SendChat(String getter,String chat)// 发送聊天消息

public String ReadMess ()//读入的信息

public void CheckMess(String Mess) //判断是什么消息

public void run()//设置启动方法

三. 调试及测试

1、调试过程中遇到的主要问题及解决方法

在对于群聊和私聊的处理中，只实现了群聊，私聊虽有写，但是还没有实现，由于时间仓促，只能在寒假的其余时间努力完成。

还有就是如何在服务器与客户端的信息交互过程中，让他们能分辨是哪种信息并准确的读出来。如果不能准确的分析，则数据的交换只能完成一种粗略的互换，而不能提取聊天内容等用户希望得到的信息。为此，我专门看了很多相关的资料，在很多方法里面选取了一种自己容易理解的方法，我就定义了几种方式，分别辨认登陆注册聊天列表等信息：

""+type+""+""+user+""+""+pwd+"

wd>";

//第一个与最后一个msg是标示一整句话的标示符 type标示数据类型，两个中间的type即为需求数据，两个之间的是用户名称，两个之间的pwd指的是密码

"chat"+""+user+""+""+gett er+""+""+chat+"";

//其中sender,reciever,content分别指发送者、接受者、内容。

一些语法问题，在随着写程序的过程中，也慢慢纠正。在服务器组建中，由于java对于网络连接强有力的支持和丰富的代码，让我没有遇到太难的问题。

2、对设计和编码的回顾讨论和分析

在获取系统时间这一块上，还是做得比较好。

Calendar ca=Calendar.getInstance();

Date da=new Date();// 注意是在java.util.Date

SimpleDateFormat format=new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");//设置时间格式

da=ca.getTime();

time=format.format(da);

处理保存的注册信息时，可能做得不是很好，将hashmap写入文件，这样不能长期保存注册信息，只能在服务器不关闭的状态下，保存注册信息。这个也会继续改进

3、程序运行的时空效率分析

本程序应用了线程对端口进行侦听。线程一直后台开启，长期占用系统资源，但又能及时的实现端口监听和消息的收发。

4、测试数据集

服务器端程序主界面：

可以记录用户名，账号，IP地址，并可以发送系统消息客户登陆注册界面

注册成功提示框

客户端运行界面

用户端测试界面

中间的（全部）按钮，点击后可以显示当前在线的好友列表，并选择聊天对象

四、经验和体会。

这是我第一次做java项目，只是这个学期选修了面向程序设计，每周一节课，很浅显的学习了java语言，在综合性如此强的项目设计中，感觉力不从心。

刚开始的一天里遇到了各种困难，不管是从原理上还是细节语法上，都感觉很难，索性前两天没有着手做，只是在看别人的项目制作过程去学习思路，或者是在看java中的io stream，swing，awt，net的基础原理和内容，然后的才慢慢一步一步的开始做，因为慢，所以坚持写，一共五天的时间，有两天没有睡觉。还好有些设计基础，在最后终于可以完成一些基本的目标。通过这次程序设计，进一步巩固、加深了我们所学专业课程的基本理论知识，理论联系实际，进一步培养了综合分析问题，解决问题的能力，进一步加强了JAVA的实际应用能力。在网络知识中，也许这个知识点是可以铭记终身的。在如此痛苦又快乐的第一次的后面，我想，要我继续写别的程序的话，我可以更有信息一些，一些流程已经了然于胸。不管怎么样，只有自己动手做了，才能是自己牢牢掌握的知识。所以我也会坚持去做些动手的内容，去锻炼自己。

关键段落的代码：服务器端Myserve.java

package com.javake.Server;

import java.io.IOException;

import https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,.ServerSocket;

import https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,.Socket;

public class MyServe

{

private int inport;

private ServerSocket server;

//重写构造函数

public MyServe(int inport)

{

this.inport=inport;

}

//建立服务器

public void SetUP()

{

try {

server=new ServerSocket(inport);

while(true)

{

//获得socket对象

Socket sc=server.accept();

MyserThread th=new MyserThread(sc);

//启动线程

th.start();

}

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

public ServerSocket getServer() {

return server;

}

}

MyserThread.java

package com.javake.Server;

import java.io.*;

import https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,.Socket;

public class MyserThread extends Thread

{

private Socket socket;

private MyUserInfo useIn; //用户对象

private InputStream input;

private OutputStream output;

public MyserThread(Socket socket) //建立构造函数

{

this.socket=socket; //传入管道

try {

output=socket.getOutputStream();

input=socket.getInputStream();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

public void SendMess(String s)

{

byte[] b=s.getBytes();

try {

output.write(b);

output.flush();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

public String ReadMess()

{

StringBuffer buff=new StringBuffer();

String s="";

boolean end=false;

int i=0;

try { //循环

while(!end)

{

i = input.read();

char c=(char)i;

buff.append(c);

s=buff.toString().trim();

if(s.endsWith(""))

{

s=new String(s.getBytes("ISO-8859-1"),"GBK").trim();

break;

}

}

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

return s;

}

//将第一条信息独立出来

public boolean ReadFirst()

{

String Mess=ReadMess();

String flag=GetValue("type", Mess); //截取标记

if(flag.equals("reg")) //判断是否为注册信息

{

String name=GetValue("name", Mess); //获得注册的用户

String pwd=GetValue("pwd", Mess);

MyUserInfo user=new MyUserInfo();

user.setName(name);

user.setPassWord(pwd);

if( MyCheckTool.SetUser(user)) //验证注册是否成功

{

https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,eIn=user;

MyChatSet.sendReMess("regResp", "1", "欢迎来到进入聊天室", this);

return true; }

else

{ MyChatSet.sendReMess("regResp", "0","用户已存在，注册失败" , this);

return false; }

}

if(flag.equals("login")) //判断是否为登陆用户

{ String name=GetValue("name", Mess); //获得注册的用户

String pwd=GetValue("pwd", Mess);

String IP=GetValue("IP", Mess);

MyUserInfo user=new MyUserInfo();

user.setName(name);

user.setPassWord(pwd);

user.setIPaddress(IP);

if( MyCheckTool.CheckUser(user)) //验证登陆是否成功

{ https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,eIn=user;

MyChatSet.sendReMess("loginResp", "1", "欢迎来到进入聊天室", this);

MyChatSet.SendOSMess("onLine", https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,eIn.getName());//发送用户上线消息

MyChatSet.addThread(this); //将线程加入队列

MyChatSet.SendList();//发送用户队列

return true; }

else

{ MyChatSet.sendReMess("loginResp", "0","用户名或账号错误" , this); }

}

return false;

} //否则返回登陆失败

public String GetValue(String type ,String Mess)

{

int i=Mess.indexOf("<"+type+">")+type.length()+2;

int j=Mess.indexOf("");

String s= Mess.substring(i,j); //获得截取的信息

return s;

}

public void Pocess()//用以判断用户名、密码

{

if(ReadFirst()) //登陆或注册成功

{

String str=ReadMess();

String tp=GetValue("type", str);

while(tp!="offLine")

if(tp.equals("chat")){//获得类型标签

{

String sender=GetValue("sender", str); //获得内容

String getter=GetValue("reciver", str);

String content=GetValue("content", str);

MyChatSet.SendChatMess("chat", sender, getter, content); //发送消息} else if(tp.equals("offline")) //判断是否为下线消息

{

String user=GetValue("user", str);

MyChatSet.SendOSMess("offline", user);

}

else if(tp.equals("login")) //注册后可能发来登陆消息

{

String name=GetValue("name", str); //获得注册的用户

String pwd=GetValue("pwd", str);

String IP=GetValue("IP", str);

MyUserInfo user=new MyUserInfo();

user.setName(name);

user.setPassWord(pwd);

user.setIPaddress(IP);

if( MyCheckTool.CheckUser(user)) //验证登陆是否成功

{

https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,eIn=user;

MyChatSet.sendReMess("loginResp", "1", "欢迎来到进入聊天室", this);

MyChatSet.addThread(this);

System.out.println("二次注册或登录成功");

MyChatSet.SendList();

MyChatSet.SendOSMess("onLine", https://www.360docs.net/doc/2e7464808.html,eIn.getName());//发送用户上线消息

}

else //将线程加入队列//发送用户队列

{

MyChatSet.sendReMess("loginResp", "0","用户名或账号错误" , this);

}

}

str=ReadMess();

tp=GetValue("type", str);

}

}

try { //关闭socket

socket.close();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

public void run()//线程开始

{

Pocess();

}

//获得该线程中的用户信息

public MyUserInfo getUser() {

return useIn;

}

}

MyButLis.java

package com.javake.Server;

import java.awt.event.*;

import java.io.IOException;

import javax.swing.JTextField;

public class MyButLis implements ActionListener{

private MyServe server;

private JTextField filed1;

public MyButLis(MyServe server,JTextField filed1)

{

this.server=server;

this.filed1=filed1;

}

@Override

public void actionPerformed(ActionEvent e) {

String s=e.getActionCommand();

System.out.println("服务器在运行");

if(s.equals("终止"))

{

System.out.println("在进行中");

try {

server.getServer().close();

} catch (IOException e1) {

// TODO Auto-generated catch block

e1.printStackTrace();

}

}

else if(s.equals("发送"))

{

MyUserInfo user=new MyUserInfo();

user.setName("服务器");

String Mess=filed1.getText();

MyChatSet.SendChatMess("chat", user.getName(), "", Mess);

filed1.setText("");

}

}

}

MyChatSet.java

package com.javake.Server;

import java.util.ArrayList;

import javax.swing.SwingUtilities;

import com.javake.Server.MyFrame;

public class MyChatSet

{ public static ArrayList servers=new ArrayList();//线程队列

public static void addThread(MyserThread th) //增加一个服务器线程对象

{

servers.add(th);

SwingUtilities.updateComponentTreeUI(MyFrame.table);

System.out.println("有"+servers.size()+"在线上");

}

public static void sendReMess(String type,String state,String s,MyserThread myth)

{

myth.SendMess(""+type+""+""+state+""+""+s+""+"");

}

public static void SendOSMess(String type,String user)

{

for(int i=0;i

{

MyserThread myth=servers.get(i); //获得线程类

myth.SendMess(""+type+""+""+user+""+"");

}

}

public static void SendChatMess(String type,String sender,String reciver,String Mess)

{

if(reciver.equals(""))//如果获得的接受者为“”就是群发

{

for(int i=0;i

{

MyserThread myth=servers.get(i); //获得线程类

myth.SendMess(""+type+""+""+sender+""+""+reciver +""+""+Mess+""+"");

}

}

else //发送给某个对象

{

for(int i=0;i

{

//获得线程类

MyserThread myth=servers.get(i);

if(myth.getUser().getName().equals(reciver))

{

myth.SendMess(""+type+""+""+sender+""+""+re civer+""+""+Mess+""+"");

}

}

}

}

public static void SendList()

{

String list="budyList全部,";

for(int i=0;i

{

MyserThread ser=servers.get(i);

String name=ser.getUser().getName();

list=list+name+",";

}

list=list+"";

for(int i=0;i

{

MyserThread ser=servers.get(i);

ser.SendMess(list); //给每个在线用户发送列表

}

}

}

客户端：

MySocketChat.java

package com.javake.MySocket;

import java.io.*;

……..

{

private Socket socket;

private String IP="localhost";

private InputStream input;

private OutputStream output;

private JTextField field1;

private JTextField field2;

private String user;

private JTextArea area;

private boolean end=false;

private MyChatFrame my;

public MySocketChat(JTextField field1,JTextField field2,JTextArea area) {

this.field1=field1;

this.field2=field2;

this.area=area;

//建立socket

try {

socket=new Socket(IP,10000);

input=socket.getInputStream();

output=socket.getOutputStream();

} catch (UnknownHostException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public String GetValue(String type ,String Mess) //截取字符串

{

int i=Mess.indexOf("<"+type+">")+type.length()+2;

int j=Mess.indexOf("");

String s= Mess.substring(i,j); //获得截取的信息

return s;

}

public void SendMess(String type)

{

user=field1.getText();//账号

String pwd=field2.getText();//密码

String Mess="";

if(type.equals("reg"))

{

Mess=""+type+""+""+user+""+""+pwd+"";

}else

{

Mess=""+type+""+""+user+""+""+pwd+""+socket.ge tRemoteSocketAddress().toString().trim()+"";

}

byte[] b=Mess.getBytes();//获得字符

try {

output.write(b); //输出

output.flush();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();}

}

public void SendChat(String getter,String chat)

{ String

str="chat"+""+user+""+""+getter+""+""+chat+"";

byte[] b=str.getBytes();

try { output.write(b);

output.flush();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();}

}

public String ReadMess () throws IOException

{ StringBuffer buff=new StringBuffer();

String s="";

int i=0;

boolean flag=false;

while(!flag) //循环

{ i = input.read();

char c=(char)i;

buff.append(c);

s=buff.toString().trim();

if(s.endsWith(""))

{

s=new String(s.getBytes("ISO-8859-1"),"GBK").trim();

break;

}

}

return s;

}

public void CheckMess(String Mess) //判断是什么消息

{

String time;

Calendar ca=Calendar.getInstance();

SimpleDateFormat format=new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");

java.util.Date da=new java.util.Date();

String type=this.GetValue("type", Mess);

da=ca.getTime();

time=format.format(da);

if(type.equals("chat"))

{//当读入的类型是chat

String sender=this.GetValue("sender", Mess);

String content=this.GetValue("content", Mess);

area.append(time+"\r\n"+sender+"说: "+content+"\r\n");

}

else if(type.equals("offLine")) //上下线信息

{

String name=this.GetValue("user", Mess);

String show=name+" 下线了";

area.append(time+"\r\n"+show+"\r\n");

end=true;

}

else if(type.equals("onLine"))

{

String user=GetValue("user", Mess);

area.append(time+"\r\n"+user+"上线了\r\n");

}

else if(type.equals("budyList"))

{

System.out.println("------->用户列表已收到");

String users=this.GetValue("users", Mess);

StringTokenizer toke=new StringTokenizer(users,",");

JComboBox box=MyChatFrame.box;

box.removeAllItems();