聊天程序開發(fā)文檔

1、南 京 理 工 大 學(xué)紫金學(xué)院網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)報告作 者:學(xué) 號：學(xué)院(系):計算機科學(xué)與技術(shù) 專 業(yè):網(wǎng)絡(luò)工程 題 目:多功能聊天程序 2013 年 12 月目 錄一、背景····································

2、;3二、系統(tǒng)功能········································4三、系統(tǒng)設(shè)計流程圖·······

3、·····························5四、系統(tǒng)模塊劃分···················

4、83;·················7五、詳細(xì)設(shè)計及實現(xiàn)·······························

5、;···9六、總結(jié)體會········································19一. 背景 網(wǎng)絡(luò)聊天室通常直稱聊天室，是一種人們可以在線交談的網(wǎng)

6、絡(luò)論壇，在同一聊天室的人們通過廣播消息進行實時交談。聊天室可以建立在即時通訊軟件（如MSN Messenger、QQ）、P2P軟件、萬維網(wǎng)（如 Halapo,Meebo ) 等基礎(chǔ)上，萬維網(wǎng)方式更為普通和種類繁多，交談的手段不局限于文本，更包括語音、視頻。通常聊天室是按照房間或頻道為單位的，在同一房間或頻道的網(wǎng)人可以實時地廣播和閱讀公開消息。一般情況下，與其它網(wǎng)絡(luò)論壇、即時通訊不同的是，聊天室不保存聊天記錄。1.1課題背景及意義當(dāng)今世界正處于信息時代，計算機和通信網(wǎng)絡(luò)是這一時代所謂“信息基礎(chǔ)設(shè)施”。在互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)普及的今天，在互聯(lián)網(wǎng)上聊天對很多“網(wǎng)蟲”來說已經(jīng)是家常便飯了。聊天室程序可以說是網(wǎng)上

7、最簡單的多點通信程序。一個簡單的聊天室, 從程序員的觀點來看就是在多個I/O端點之間實現(xiàn)多對多的通信?；赟OCKET的局域網(wǎng)通信是一種靈活的、易于實現(xiàn)的、低成本的方法。它可以運行在各種使用TCP/IP協(xié)議作為通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上。而在SOCKET API的幫助下，開發(fā)基于SOCKET的局域網(wǎng)通信軟件也是易于實現(xiàn)的。1.2 實驗平臺介紹Visual C+(簡稱VC)是Microsoft公司推出的目前使用極為廣泛的基于Windows平臺的C+可視化開發(fā)環(huán)境。VC基于C，C+語言，主要由是MFC組成，是與系統(tǒng)聯(lián)系非常緊密的編程工具，它兼有高級，和低級語言的雙重性，功能強大，靈活，執(zhí)行效率高，幾乎可說V

8、C在 Windows平臺無所不能。VC主要是針對Windows系統(tǒng)，適合一些系統(tǒng)級 的開發(fā)，可以方便實現(xiàn)一些底層 的調(diào)用。在VC里邊嵌入?yún)R編語言很簡單。當(dāng)對系統(tǒng)性能要求很高的時候，可用VC開發(fā)。VC在多線程、網(wǎng)絡(luò)通信、分布應(yīng)用方面，有著不可比擬的優(yōu)勢。1.3 可行性分析本課程設(shè)計主要解決在客戶端于客戶端的信息交換和客戶端于服務(wù)器的信息交換及服務(wù)器的信息處理上的管理的課程設(shè)計。此程序主要分為兩部分：服務(wù)器端和客戶端。服務(wù)器端用于提供一個網(wǎng)絡(luò)端口，等待客戶端發(fā)出請求，登錄到此服務(wù)端，然后進行網(wǎng)絡(luò)通訊和消息的轉(zhuǎn)發(fā)；客戶端可通過服務(wù)器端的IP地址發(fā)送連接請求，然后登陸聊天室。在服務(wù)

9、器端的成員列表欄中會顯示在線的所有人名單，有人退出聊天室，成員列表會自動除名。服務(wù)器端同時也提供了成員之間的私聊功能，此時服務(wù)器端作為一個轉(zhuǎn)發(fā)站，進行消息的轉(zhuǎn)發(fā)。整個程序的主體使用了CSocket類的方法，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊聊天。 先啟動服務(wù)器端聊天程序，這是聊天服務(wù)器需要指定一個端口號，客戶端則根據(jù)這個端口號以及服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址與服務(wù)器進行通信。在這里，把端口號成為“聊天頻道” 。在后面的程序代碼分析中將看到，端口號并不等同于聊天頻道，而是在聊天頻道上增加一個固定的偏移值，使得這個聊天頻道不會和系統(tǒng)保留的端口發(fā)生沖突。 服務(wù)器啟動后將在這個指定的端口號中等待客戶的連接。對于公共聊天室，服務(wù)器對客

10、戶的數(shù)目不做任何限制。而對于私人聊天室，每個聊天頻道則只能允許兩個客戶互相連接，使得一方發(fā)送的信息只能到達對方的主機中。這里的服務(wù)器提供的是公共聊天服務(wù)。 通過分析發(fā)現(xiàn)，該程序完全可以通過Visual C+中MFC完成。二需求分析2.1 設(shè)計目的綜合運用本課程及計算機網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識設(shè)計并實現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，以作為開發(fā)平臺，通過實踐復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識，提高對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。2.2 設(shè)計要求 采用客戶/服務(wù)器模式，分為客戶端程序和服務(wù)器端程序。服務(wù)器采用WINSOCK I/O模型中的任一種，支持多個客戶同時在線聊天?？蛻舳顺绦蚝头?wù)器程序通過網(wǎng)絡(luò)交換聊天字符串內(nèi)容，服務(wù)器窗口的列

11、表框中顯示當(dāng)前在線用戶，支持客戶端之間的私聊（可以通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)，或考慮UDP打洞直接建立端端連接）。課程設(shè)計要求設(shè)計并編程完成兩個方面的內(nèi)容：首先建立一個使用TCP協(xié)議的聊天室服務(wù)器，這個服務(wù)器可以同時支持多個用戶的在線聊天；其次設(shè)計一個可以和服務(wù)器通信的聊天室客戶端。2.3 功能要求² 支持多個客戶端的連接，在服務(wù)器和多個客戶端之間進行數(shù)據(jù)傳輸；² 接收客戶端發(fā)送的消息，并顯示在一個列表框中；² 在用戶連接上后有提示，顯示出連接的用戶名字；² 發(fā)送信息時可以顯示聊天的所有記錄；2.4 系統(tǒng)主要功能和主要功能描述：服務(wù)器端聊天程序必須能夠做3件事情：（

12、1） 服務(wù)器聊天程序要在待定的端口上等待來自聊天客戶的連接請求，并且需要維護一個客戶連接表，以記錄所有成功的連接。（2） 服務(wù)器聊天程序要及時接受從各個聊天客戶發(fā)送過來的信息，然后把這些信息轉(zhuǎn)發(fā)到一個或多個客戶連接。對于公共聊天室，服務(wù)器將把接受到的信息向除源端外的所有客戶發(fā)送過去。（3） 服務(wù)器還要監(jiān)控這些連接的狀態(tài)，在客戶主動離開或發(fā)生故障時從列表中刪除相應(yīng)的表項，并及時更新連接表。這些要求可以通過CSocket類提供的功能實現(xiàn)。從CSocket派生出兩個類CListenSocket和CClientSocket,它們分別用來偵聽客戶的連接請求和建立與客戶的連接。服務(wù)器只需要一個偵聽套接字C

13、ListenSocket，然后根據(jù)客戶的連接請求動態(tài)創(chuàng)建客戶套接字CClientSocket?？蛻籼捉幼值臄?shù)量是不可預(yù)知的，因此需要一個列表來記錄。MFC的CPtrList類就能實現(xiàn)這種功能?？蛻舳肆奶斐绦蛐枰瓿梢韵聨讉€功能：（1） 客戶端聊天程序要負(fù)責(zé)建立和維護與服務(wù)器的連接，通過獲取用戶的設(shè)置嘗試與服務(wù)器的連接，并且隨時檢測連接的狀態(tài)。（2） 客戶端聊天程序要把用戶輸入的信息及時發(fā)送到聊天服務(wù)器。一般情況下，當(dāng)用戶輸入一行信息并且按下回車鍵后聊天程序就要把這一行信息發(fā)送出去，才能及時地滿足用戶的交互需求。（3） 要隨時準(zhǔn)備好接受來自服務(wù)器的信息，隨時把接受到的信息顯示出來，讓用戶及時看到

14、對方的響應(yīng)。（4） 在用戶退出聊天過程是要關(guān)閉與服務(wù)器的連接。比較好的做法是提前通知服務(wù)器或者直接給服務(wù)器發(fā)送一條退出通知，使得服務(wù)器能夠及時掌握客戶端的連接狀態(tài)，把對方客戶的退出信息及時發(fā)送到對等實體上?？蛻舳肆奶斐绦蛐枰褂靡粋€通過CSocket類派生出來的CChatSocket類來實現(xiàn)。該套接字用來發(fā)送一個與服務(wù)器的連接請求和維持與服務(wù)器的連接，發(fā)送和接收聊天信息，完成上述各項功能。三設(shè)計流程圖根據(jù)對用戶的要求及功能設(shè)置可以得到以下的流程圖，用戶首先啟動客戶端，登陸服務(wù)器并向服務(wù)器發(fā)送信息，啟動服務(wù)器，服務(wù)器等待客戶要求并向客戶反饋在線用戶信息，用戶向服務(wù)器發(fā)送信息，服務(wù)器處理用戶的數(shù)據(jù)

15、，然后用戶開始聊天?？蛻舳说牧奶旆譃閷λ腥说男畔⒑退搅牡男畔?，該信息應(yīng)通過程序控制分別進行處理。啟動登陸等待客戶端登陸客戶端用戶創(chuàng)建子套接字MessageCListenSocketCClientSocketMessage登陸成功連接上發(fā)送message顯示找到客戶端并顯示登陸失敗發(fā)送ID和IP三 系統(tǒng)模塊劃分圖1.系統(tǒng)模塊劃分圖服務(wù)器端：服務(wù)器等待用戶從主窗口發(fā)來的啟動和接收消息的過程如下：首先，建立自己的套接口。在互聯(lián)網(wǎng)的進程通信中，全局標(biāo)識一個進程需要一個被稱為“半相關(guān)”的三元組（協(xié)議，本地主機地址和本地端口號）來描述；而一個完整的進程通信實例，則需要一個被稱為“相關(guān)”的五元組（協(xié)議，本

16、地主機地址，本地端口號，遠端主機地址和遠端端口號）來描述。s_sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0），該函數(shù)建立指定格式，數(shù)據(jù)類型和協(xié)議下的套接口。地址格式為AF_INET（唯一支持的格式）；數(shù)據(jù)類型SOCK_STREAM表示建立流式套接口；第三個參數(shù)為0，即協(xié)議缺省。Bind(s_sockfd,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server),該函數(shù)建立服務(wù)器本地的半相關(guān)。其中，server是sockaddr_in結(jié)構(gòu)，其成員描述了本地端口號和本地主機地址，經(jīng)過bind（）將服務(wù)器進程在網(wǎng)上標(biāo)識出來。然后建立連接，先是

17、調(diào)用listen（）函數(shù)表示開始偵聽，再通過accept（）調(diào)用等待接收連接。Listen（s_sockfd，2）表示連接請求隊列長度為2，即允許有兩個請求。若有多于兩個請求，則出現(xiàn)錯誤，給出錯誤代碼。ns=accept（s_sockfd,(struct sockaddr*)& chent,& namelen）, accept() 阻塞缺省等待請求隊列中的請求，一旦有連接請求來到，該函數(shù)就建立一個和s有相同屬性的新的套接口。Client也是一個sockaddr_in結(jié)構(gòu)，連接建立時填入請求連接的套接口的半相關(guān)信息。然后，就可以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)了。recv(ns,buf,1024,

18、0), send(ns,buf,pktlen,0)上面兩個函數(shù)分別負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。recv從建立連接的套接口ns接收數(shù)據(jù)放入buf中；send則將buf中數(shù)據(jù)發(fā)送給ns。至于第四個參數(shù)，表示該函數(shù)調(diào)用方式，可選擇NSG_DONTROUTE和MSG_OOB,0表示缺省。最后，關(guān)閉套接口?？蛻舳耍嚎蛻舳说却脩魪闹鞔翱诎l(fā)來的發(fā)送命令。一旦接收到發(fā)送數(shù)據(jù)請求，首先調(diào)用WSAStartup()函數(shù)，初始化Windows Socket DLL，并檢查版本號：Status=WSAStartup(VersionReqd,lpmyWSAData)；其中，VersionReqd描述了WinSock的版本；l

19、pmyWSAData指向一個WSADATA結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)描述了Windows Sockets的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。WSAStartup()之后，進程通過主機名獲取主機地址：Hostaddr=gethostbyname(server_address)；Hostaddr指向hostent結(jié)構(gòu)，然后，進程就不斷地消息循環(huán)，等待用戶通過菜單選擇啟動。這時，通過調(diào)用Clinent(t)來啟動套接口。在Clinent(t)中，首先也是調(diào)用socket()來建立套接口，為建立連接，必須立刻調(diào)用connect()，進程發(fā)出連接請求后就不管了。當(dāng)連接建立好后，WINSOCKDLL自動發(fā)出一條消息給窗口函數(shù)，使程序運行下去。

20、Connect(s_sockfd，(struct sockaddrFAR*)&dst_addr,sizedlf(dst_addr)；窗口函數(shù)在收到UM_SOCK消息后，判斷是由哪個網(wǎng)絡(luò)事件引起的。第一次，必然是由連接事件引起的，這樣，就會執(zhí)行相應(yīng)的程序，同樣調(diào)用WSAASyncselect()來提名DWRITE事件，希望在套接口可發(fā)送數(shù)據(jù)時接收消息。在收到FD_WRITE消息時，先調(diào)用send()發(fā)送數(shù)據(jù)，在調(diào)用WSAASyncselect()來提名FD_READ事件，希望在套接口可接收數(shù)據(jù)時收到消息，在收到FD_READ消息時，先調(diào)用recv()來接收數(shù)據(jù)，再提名FD_WRITE事件

21、，如此循環(huán)下去，直到發(fā)生外部事件FD_CLOSE。這時就調(diào)用WSAAsyncselect(s，hwnd，0,0)來停止異步選擇。在窗口函數(shù)接收到WM_DESTROY消息時，先調(diào)用closesocket()來關(guān)閉套接口，再調(diào)用WSACleanup()終止Windows sockets Dll，并釋放資源四 詳細(xì)設(shè)計及實現(xiàn)1. 客戶端1.1用戶登錄模塊設(shè)計BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainBordApp, CWinApp)ON_COMMAND(ID_HELP, CWinApp:OnHelp)END_MESSAGE_MAP()CMainBordApp:CMainBordApp()CMainBordApp theApp;BOOL CMainBordApp:InitInstance()if (!AfxSocketInit()AfxMessageBox(IDP_SOCKETS_INIT_FAILED);return FALSE;AfxEnableControlContainer();#ifdef _AFXDLLEnable3dControls();#elseEnable3dContr