多人聊天程序課程設(shè)計報告.doc

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系課程設(shè)計報告20132014學(xué)年第一學(xué)期課程Java語言程序設(shè)計課程設(shè)計名稱 多人聊天程序?qū)I(yè)班級10計本（2）班姓名* 指導(dǎo)教師*2013年10月11號一、需求分析聊天工具大多數(shù)由客戶端程序和服務(wù)器程序外加服務(wù)器端，本程序采用客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)模式。通過Java提供的Socket類來連接客戶機(jī)和服務(wù)器并使客戶機(jī)和服務(wù)器之間相互通信，由于聊天是多點(diǎn)對多點(diǎn)的而Java提供的多線程功能。用多線程可完成多點(diǎn)對多點(diǎn)的聊天。主要有兩個應(yīng)用程序，分別為服務(wù)器程序和客戶端程序。服務(wù)器應(yīng)用程序主要用于消息轉(zhuǎn)發(fā)，以及向所有用戶發(fā)送系統(tǒng)消息等；客戶端應(yīng)用程序主要用于客戶聊天記錄的顯示和信息輸入。采用Client/Server（C/S）體系結(jié)構(gòu)，即客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。聊天服務(wù)器專門用于監(jiān)控用戶狀態(tài)和轉(zhuǎn)發(fā)消息，客戶端負(fù)責(zé)接收消息的用戶序列和消息文本發(fā)送到服務(wù)器。該聊天系統(tǒng)實現(xiàn)私聊，群聊，用戶登陸，退出聊天系統(tǒng)等功能。二. 設(shè)計1設(shè)計思想： 課程設(shè)計中利用JAVA實現(xiàn)基于C/S模式的聊天程序。聊天室共分為服務(wù)器端和客戶端兩部分，服務(wù)器端程序主要負(fù)責(zé)偵聽客戶發(fā)來的消息，客戶端登錄到服務(wù)器端才可以實現(xiàn)正常的聊天功能。2功能設(shè)計 （1）服務(wù)器端的主要功能如下。 在特定端口上進(jìn)行偵聽，等待客戶端連接。用戶可以配置服務(wù)端的偵聽端口，默認(rèn)端口為8888. 向已經(jīng)連接到服務(wù)端的用戶發(fā)送系統(tǒng)消息。 統(tǒng)計在線人數(shù)。當(dāng)停止服務(wù)時，斷開所有用戶連接。 （2）客戶端的主要功能如下。 連接到已經(jīng)開啟聊天服務(wù)的服務(wù)端。 用戶可以配置到連接服務(wù)器的IP地址和端口號。 用戶可以配置連接后顯示的用戶名。 當(dāng)服務(wù)器端開啟的話，用戶可以隨時登錄與注銷。 用戶可以向所有人或者某一個人發(fā)送消息。3詳細(xì)設(shè)計 聊天室服務(wù)器端設(shè)計 聊天室服務(wù)器主要包括7個文件，他們功能如下。 （1）ChatServer.java包含名為ChatServer的public類，其主要功能為定義服務(wù)器端的界面，添加事件偵聽與事件處理。調(diào)用ServerListen 類來實現(xiàn)服務(wù)端用戶上線與下線偵聽，調(diào)用ServerReceive類來實現(xiàn)服務(wù)器端的消息收發(fā)。（2）ServerListen.java該類實現(xiàn)服務(wù)端用戶上線與下線的偵聽。該類對用戶上線下線的偵聽通過調(diào)用用戶鏈表來實現(xiàn)，當(dāng)用戶上線與下線情況發(fā)生的時候，該類會對主類的界面進(jìn)行相應(yīng)的修改。（3）ServerReceive.java該類是實現(xiàn)服務(wù)器消息收發(fā)的類，該類分別定義了向某用戶及所有人發(fā)送消息的方法，發(fā)送消息會顯示在主界面類的界面上。（4）Portconf.java該類繼承自JDialog，是用戶對服務(wù)器端偵聽端口進(jìn)行配置的的類。（5）Node.java 用戶鏈表的節(jié)點(diǎn)類，定義了鏈表中的用戶。（6）UserLinkList.java 用戶鏈表節(jié)點(diǎn)的具體實現(xiàn)類，該類通過構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造用戶鏈表，定義了添加用戶、刪除用戶、返回用戶數(shù)、根據(jù)用戶名查找用戶、根據(jù)索引查找用戶這五個方法。（7）Help.java 服務(wù)器端的幫助類。聊天室客戶端設(shè)計聊天室客戶端主要包括5個文件，他們的功能如下。(1)Chatclient.java 包含名為 Chatclient的Public類，其主要功能為定義客戶端的界面，添加事件偵聽與事件處理。該類定義了Connect()與Disconnect()方法實現(xiàn)與服務(wù)器連接與斷開連接。當(dāng)SendMessege()方法來向其他用戶發(fā)送帶有表情的消息或者悄悄話。(2)ClientReceive.java該類是實現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端消息收發(fā)的類。(3)ConnectConf.java該類繼承自Jdialog,是用戶所要連接的服務(wù)器IP及偵聽端口進(jìn)行修改配置的類。(4)UserConf.java該類繼承自Jdialog，是用戶對連接到服務(wù)器時所顯示的用戶名進(jìn)行修改配置的類。(5)Help.java 客戶端程序的幫助類。三. 調(diào)試及測試1、調(diào)試過程中遇到的主要問題及解決方法程序中主要問題為：（1）套接字的通信問題網(wǎng)絡(luò)上兩個程序通過一個雙向的通信鏈接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，每一端都建立一個Socket，通過對Socket的讀寫操作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信功能。Socket通信程序的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)主要有創(chuàng)建Socket、打開連接到Socket的輸入流和輸出流、按照一定的協(xié)議對Socket進(jìn)行讀寫操作、關(guān)閉Socket這四個步驟。為了完成Socket通信， 包中提供了Socket 和ServerSocket這兩個類，他們分別用來表示雙向連接的客戶端和服務(wù)器。構(gòu)造函數(shù)如下：Socket（Inetaddress address,int port）Socket (Inetaddress address, int port, Boolean stream)Socket (String host ,int port)Socket (String host ,int port, Boolean stream)ServerSocket (int port)ServerSocket ( int port, int count)通信模型中首先在客戶機(jī)和服務(wù)器之間定義一套通信協(xié)議，并創(chuàng)立一個Socket類，利用這個類建立一條可靠的鏈接；客戶端發(fā)出請求，服務(wù)器端監(jiān)聽來自客戶機(jī)的請求，并為客戶端提供響應(yīng)服務(wù)。要是實現(xiàn)套接字的服務(wù)器端，要使用SocketServer類。它允許程序綁定一個端口等待客戶端的請求，一旦產(chǎn)生客戶端請求，它將接受這一請求，同時產(chǎn)生一個完整的Socket連接對象。服務(wù)器綁定端口必須公開，以便讓客戶端程序知道如何連接這個服務(wù)器。同時作為服務(wù)器，它必須能夠接受多個客戶的請求，這就需要為服務(wù)器設(shè)置一個請求隊列。由于存在單個服器與多個客戶程序通信，所以服務(wù)程序響應(yīng)客戶程序不應(yīng)花很多時間，否則客戶程序在得到服務(wù)前有可能花很多時間來等待通信的建立，然而服務(wù)程序和客戶程序的會話可能很長，因此為加快對客戶程序連接請求的響應(yīng)，典型的方法是服務(wù)器主機(jī)運(yùn)行一個后臺線程，這個后臺線程處理服務(wù)程序和客戶程序的通信。（2）數(shù)據(jù)報通信問題 Java通過DatagramPacket和DatagramSocket兩個類來實現(xiàn)UDP協(xié)議頂層的數(shù)據(jù)報。DatagramPacket生成的對象表示一個數(shù)據(jù)報，而DatagramSocket是用來發(fā)送和接受數(shù)據(jù)包的類。生成DatagramPacket對象可以通過四個構(gòu)造函數(shù)：DatagramPacket（ byte data ,int size ）DatagramPacket（ byte data ,int offset, int size）DatagramPacket（ byte data ,int size, InetAddress ipAddress, int port ）DatagramPacket（ byte data , int offset, int size, InetAddress ipAddress, int port）對于DatagramPacket內(nèi)部狀態(tài)，可以使用如下方法獲得：InetAddress getAddress（）返回目標(biāo)文件InetAddress，一般用于發(fā)送。int getPort（）返回端口號。byte getData()返回包含在數(shù)據(jù)包中的字節(jié)數(shù)組數(shù)據(jù)。 int getLength（） 返回包含在將從getData（）方法中返回字節(jié)數(shù)組的有效數(shù)據(jù)長度。DatagramSocket類用來發(fā)送和結(jié)束數(shù)據(jù)包。需要首先建立DatagramSocket對象來接收或發(fā)送數(shù)據(jù)報，然后使用DatagramPacket類對象作為傳輸數(shù)據(jù)的載體。DatagramSocket類常用的構(gòu)造函數(shù)： DatagramSocket（） DatagramSocket（int port） DatagramSocket（int port，InetAddress ipAddress）DatagramSocket接收數(shù)據(jù)報要用receive(DatagramSocket p)方法，而發(fā)送數(shù)據(jù)報則使用send（DatagramSocket p）方法。要發(fā)送一個數(shù)據(jù)報首先要創(chuàng)建一個DatagramPacket，指定要發(fā)送的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)要發(fā)送到哪個主機(jī)和端口，然后在用DatagramSocket的send（）方法發(fā)送數(shù)據(jù)包；接收一個數(shù)據(jù)報必須創(chuàng)建一個在本地主機(jī)的特定端口上偵聽的DatagramSocket，此套接字只能接收發(fā)送至特定端口上的數(shù)據(jù)包。2、對設(shè)計和編碼的回顧討論和分析在本程序中，用戶的存儲時通過鏈表來實現(xiàn)的。用了UserLinkList定義了鏈表及其操作，Node定義了用戶鏈表節(jié)點(diǎn)。用戶鏈表的結(jié)點(diǎn)類：public class Node String username = null;Socket socket = null;ObjectOutputStream output = null;ObjectInputStream input = null;Node next = null;用戶鏈表public class UserLinkList Node root;Node pointer;int count;構(gòu)造用戶鏈表public UserLinkList()root = new Node();root.next = null;pointer = null;count = 0;添加用戶public void addUser(Node n)刪除用戶public void delUser(Node n)返回用戶數(shù)public int getCount()根據(jù)用戶名查找用戶public Node findUser(String username)根據(jù)索引查找用戶public Node findUser(int index)3、程序運(yùn)行的時空效率分析本程序應(yīng)用了線程對端口進(jìn)行偵聽。線程一直后臺開啟，長期占用系統(tǒng)資源，但又能及時的實現(xiàn)端口監(jiān)聽和消息的收發(fā)。4、測試數(shù)據(jù)集服務(wù)器端程序主界面：服務(wù)器偵聽端口的配置：服務(wù)器端幫助窗口：服務(wù)器端啟動時的界面：確認(rèn)停止服務(wù)器：客戶端用戶名配置界面：客戶端幫助界面：客戶端程序運(yùn)行主界面：四、經(jīng)驗和體會。經(jīng)過一個學(xué)期的JAVA課程學(xué)習(xí)了解了JAVA的基礎(chǔ)理論知識，通過這次程序設(shè)計，進(jìn)一步鞏固、加深了我們所學(xué)專業(yè)課程的基本理論知識，理論聯(lián)系實際，進(jìn)一步培養(yǎng)了綜合分析問題，解決問題的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)了JAVA的實際應(yīng)用能力。通過本次Java語言課程設(shè)計，我對面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計有了更深程度的掌握，它將重點(diǎn)放在對象與對象的接口上。在通過對題目進(jìn)行需求分析，考慮一些編程中可能遇到的問題。其次開始界面設(shè)計、類的設(shè)計、類功能的連接等等實現(xiàn)。在遇到問題解決問題的過程中不斷完善功能。同時在老師和同學(xué)的幫助下，不斷完善自己的成果，不斷改進(jìn)，不斷進(jìn)步。這次Java課程設(shè)計不僅考查了對Java語言基