基于Socket的聊天室(C#版)

1、一、服務(wù)器/客戶端聊天室模型1.首先啟動聊天室服務(wù)器，使得TcpListener開始監(jiān)聽端口，此時TcpListener會進(jìn)入Pending狀態(tài)，等待客戶端連接；2.其次，當(dāng)有客戶端連接后，通過AccepSocket返回與客戶端連接的Socket對象，然后通過讀寫Socket對象完成與聊天室客戶端的數(shù)據(jù)傳輸。聊天室客戶端成功啟動后，首先創(chuàng)建一個Socket對象，然后通過這個Socket對象連接聊天室服務(wù)器，連接成功后開通Socket完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送處理。二、系統(tǒng)功能設(shè)計本設(shè)計為一個簡單的聊天室工具，設(shè)計基本的聊天功能，如聊天、列表維護(hù)等。系統(tǒng)主要為兩大塊：聊天室服務(wù)器及聊天室客戶端。服務(wù)器

2、界面設(shè)計如下：客戶端界面設(shè)計如下：三、聊天協(xié)議的應(yīng)答A網(wǎng)絡(luò)B主機與主機通信主要識別身份（標(biāo)識設(shè)備用IP）及通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序端口號接收數(shù)據(jù)注：1.IP地址是總機，端口號是分機（傳輸層）2.端口號為16位二進(jìn)制數(shù)，范圍0到65535，但實際編程只能用1024以上端口號Socket編程首先，我們了解常用網(wǎng)絡(luò)編程協(xié)議。我們用得最多的協(xié)議是UDP和TCP，UDP是不可靠傳輸服務(wù)，TCP是可靠傳輸服務(wù)。UDP就像點對點的數(shù)據(jù)傳輸一樣，發(fā)送者把數(shù)據(jù)打包，包上有收信者的地址和其他必要信息，至于收信者能不能收到，UDP協(xié)議并不保證。而TCP協(xié)議就像(實際他們是一個層次的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)是建立在UDP的基礎(chǔ)上，加入

3、了校驗和重傳等復(fù)雜的機制來保證數(shù)據(jù)可靠的傳達(dá)到收信者。一個是面向連接一個無連接，各有用處，在一些數(shù)據(jù)傳輸率高的場合如視頻會議傾向于UDP，而對一些數(shù)據(jù)安全要求高的地方如下載文件就傾向于TCP。Socket網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序電話機訪問通信協(xié)議聊天協(xié)議的應(yīng)答：聊天狀態(tài)：CLOSED和CONNECTED狀態(tài)執(zhí)行CONN命令后進(jìn)入CONNECTED狀態(tài)，執(zhí)行下列命令：CONN:連接聊天室服務(wù)器JOIN:加入聊天（通知其他用戶本人已經(jīng)加入聊天室服務(wù)器）LIST:列出所有的用戶（向客戶端發(fā)送全部的登錄用戶名字）CHAT:發(fā)送聊天信息（公開的聊天信息）PRIV:進(jìn)行私聊（三個參數(shù)：私聊信息用戶；接收私聊信息用戶；

4、發(fā)送信息）EXIT:客戶端向服務(wù)器發(fā)送離開請求；QUIT:退出聊天，服務(wù)器向客戶端發(fā)送退出命令（執(zhí)行QUIT命令聊天狀態(tài)變?yōu)镃LOSED）四、系統(tǒng)實現(xiàn)服務(wù)器協(xié)議解析：當(dāng)有客戶端連接聊天室服務(wù)器后，服務(wù)器立刻為這個客戶建立一個數(shù)據(jù)接收的線程（多用戶程序必備）。在接收線程中，如果收到聊天命令，就對其進(jìn)行解析處理，服務(wù)器可以處理五種命令：CONNLISTCHATPRIVEXIT。服務(wù)器接收到CONN命令，就向其他用戶發(fā)送JOIN命令告訴有用戶加入，然后把當(dāng)前的全部用戶信息返回給剛剛加入的用戶，以便在界面上顯示用戶列表。當(dāng)接收到EXIT命令后，就清除當(dāng)前用戶的信息，然后向其他用戶發(fā)送QUIT命令，告訴

5、其他用戶退出了，這些用戶的客戶端把離開的用戶從用戶列表中刪除。聊天室客戶端的協(xié)議解析：當(dāng)客戶端連接到服務(wù)器后，服務(wù)器立刻建立一個數(shù)據(jù)接收的獨立線程。在接收線程中，如果收到了聊天命令，就對其進(jìn)行解析處理。聊天室客戶端一共處理的命令有五種：OKERRLISTJOINQUIT命令。五、程序設(shè)計（代碼）服務(wù)器端設(shè)計：引入網(wǎng)絡(luò)操作命名空間System.Net、System.Net.Sockets；線程處理命名空間System.Threading第一步：界面設(shè)計及類與相關(guān)成員的定義對界面進(jìn)行設(shè)計（簡單）對內(nèi)部函數(shù)進(jìn)行設(shè)計（要編寫一個獨立的類即Client類，封裝了客戶端的信息與連接，每一個客戶進(jìn)入聊天室，

6、就創(chuàng)建一個Client對象，用于保存該用戶的信息并接收用戶數(shù)據(jù)和發(fā)送信息到客戶端）幾個重要的類：TcpListener類（服務(wù)器套接字創(chuàng)建）、Socket類internal static Hashtable clients = new Hashtable();/clients數(shù)組保存當(dāng)前在線用戶的client對象 private TcpListener listener;/該服務(wù)器默認(rèn)的監(jiān)聽端口號 static int MAX_NUM = 100; /服務(wù)器可以支持的客戶端的最大連接數(shù) internal static bool SocketServiceFlag = false;/開始服務(wù)的標(biāo)

7、志/獲得本地局域網(wǎng)或者撥號動態(tài)分配的IP地址，在啟動服務(wù)器時會用到IP地址 private string getIPAddress() /獲得本機局域網(wǎng)IP地址 IPAddress Addresslist=Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName().AddressList; if (Addresslist.Length1) return ; return Addresslist0.ToString(); /獲得動態(tài)的IP地址 private static string getDynamicIPAddress() IPAddress Addresslist = Dns.

8、GetHostEntry(Dns.GetHostName().AddressList; if (Addresslist.Length 2) return ; return Addresslist1.ToString(); /服務(wù)器監(jiān)聽的端口號通過getValidPort()函數(shù)獲得 private int getValidPort(string port) int lport; /測試端口號是否有效 try /是否為空 if (port = ) throw new ArgumentException(端口號為空，不能啟動服務(wù)器); lport = System.Convert.ToInt32(

9、port); catch (Exception e) Console.WriteLine(無效的端口號： + e.ToString(); this.rtbSocketMsg.AppendText(無效的端口號： + e.ToString() + n); return -1; return lport; private void btnSocketStart_Click(object sender, EventArgs e) int port = getValidPort(tbSocketPort.Text); if (port = MAX_NUM) this.rtbSocketMsg.Appe

10、ndText(已經(jīng)達(dá)到了最大連接數(shù)： + MAX_NUM + ,拒絕新的鏈接n); socket.Close(); else /啟動一個新的線程 /執(zhí)行方法this.ServiceClient,處理用戶相應(yīng)的請求 ChatSever.Client.Client client = new ChatSever.Client.Client(this, socket); Thread clientService = new Thread(new ThreadStart(client.ServiceClient); clientService.Start(); Thread.Sleep(200);/提高

11、性能整體速度，原因不詳 catch (Exception ex) this.rtbSocketMsg.AppendText(ex.Message.ToString() + n); private void tbSocketPort_TextChanged(object sender, EventArgs e) if (this.tbSocketPort.Text!=) this.btnSocketStart.Enabled = true; /下面為一些界面處理函數(shù) private void btnSocketStop_Click(object sender, EventArgs e) Form

12、1.SocketServiceFlag = false; this.btnSocketStart.Enabled = true; this.btnSocketStop.Enabled = false; public void addUser(string username) this.rtbSocketMsg.AppendText(username + 已經(jīng)加入n);/將剛連接的用戶名加入到當(dāng)前在線用戶列表中 this.lbSocketClients.Items.Add(username); this.tbSocketClientsNum.Text = System.Convert.ToStr

13、ing(clients.Count); public void removeUser(string username) this.rtbSocketMsg.AppendText(username + 已經(jīng)離開n);/將剛連接的用戶名加入到當(dāng)前在線用戶列表中 this.lbSocketClients.Items.Remove(username); this.tbSocketClientsNum.Text = System.Convert.ToString(clients.Count); public string GetUserList() string Rtn = ; for (int i =

14、 0; i lbSocketClients.Items.Count; i+) Rtn += lbSocketClients.Itemsi.ToString() + |; return Rtn; public void updateUI(string msg) this.rtbSocketMsg.AppendText(msg + n); private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e) Form1.SocketServiceFlag = false; /下面為Client類定義public class Cl

15、ient private string name;/保存用戶名 private Socket currentSocket = null;/保存與當(dāng)前用戶連接的Socket對象 private string ipAddress;/保存用戶的IP地址 private Form1 server; /保存當(dāng)前連接狀態(tài) /Closed-connected-closed private string state = closed; public Client(Form1 server, Socket clientSocket) this.server = server; this.currentSocke

16、t = clientSocket; ipAddress = getRemoteIPAddress(); public string Name get return name; set name = value; public Socket CurrentSocket get return currentSocket;/ipAddress private string getRemoteIPAddress() return (IPEndPoint)currentSocket.RemoteEndPoint).Address.ToString(); /SendToClient()方法實現(xiàn)了向客戶端發(fā)

17、送命令請求的功能 private void SendToClient(Client client, string msg) System.Byte message = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(msg.ToCharArray(); client.currentSocket.Send(message, message.Length, 0); /ServiceClient 方法用于和客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，包括接收客戶端的請求 /它根據(jù)不同的請求命令執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將處理結(jié)果返回到客戶端 /ServiceClient()函數(shù)為服務(wù)器接收客戶數(shù)據(jù)的線程

18、主體，主要用來接收用戶發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并處理聊天命令 public void ServiceClient() string tokens=null; byte buff=new byte1024; bool keepConnect=true; /用循環(huán)來不斷地與客戶端進(jìn)行交互，直到客戶端發(fā)出“EXIT”命令 /將keepConnect職為false，退出循環(huán)，關(guān)閉連接，并中止當(dāng)前線程 while(keepConnect&Form1.SocketServiceFlag) /tokens=null; try if(currentSocket=null|currentSocket.Available+

19、receiver+”:”+content; /僅將信息轉(zhuǎn)發(fā)給法送者和接收者 if (Form1.clients.Contains(sender) SendToClient(Client)Form1.clientssender,message); if (Form1.clients.Contains(receiver) SendToClient(Client)Form1.clientsreceiver,message); server.updateUI(tokens1); else /send err to server SendToClient(this,ERR|state error,ple

20、ase login first); else if (tokens0=EXIT) /此時收到的命令的格式為：命令標(biāo)識符EXIT|發(fā)送者的用戶名：發(fā)送內(nèi)容| /向所有當(dāng)前在線的用戶發(fā)送該用戶已離開的消息 if(Form1.clients.Contains(tokens1) Client client=(Client)Form1.clients(tokens1); /將該用戶對應(yīng)Client對象從clients中刪除 Hashtable syncClients=Hashtable.Synchronized(Form1.clients); syncClients.Remove(

21、); server.removeUser(); /向客戶端發(fā)送QUIT命令 string message =QUIT|+tokens1; System.Collections.IEnumerator myEnumerator=Form1.clients.Values.GetEnumerator(); while(myEnumerator.MoveNext() Client c =(Client)myEnumerator.Current; /將發(fā)送者的用戶名：發(fā)送內(nèi)容 轉(zhuǎn)發(fā)給用戶 SendToClient(c,message); server.updateUI(QUIT);

22、 /退出當(dāng)前線程 break; Thread.Sleep(200); 客戶端設(shè)計：包含一個類ChatClientForm，該類封裝了聊天室客戶端界面和聊天命令處理邏輯。其中一個重要的類TcpClient類（用于與服務(wù)器的連接）TcpClient tcpClient; /與服務(wù)器的鏈接 private NetworkStream Stream;/與服務(wù)器數(shù)據(jù)交互的流通道 private static string CLOSED = closed; private static string CONNECTED = connected; private string state = CLOSED;

23、 private bool stopFlag; private Color color;/保存當(dāng)前客戶端顯示的顏色 /連接聊天室服務(wù)器/通過TcpClient方法連接聊天室服務(wù)器并發(fā)送CONN消息命令 private void btnLogin_Click_1(object sender, EventArgs e) if (state = CONNECTED) return; if (this.tbUserName.TextLength = 0) MessageBox.Show(請輸入您的昵稱！, 提示信息, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Excla

24、mation); this.tbUserName.Focus();/為控件設(shè)置焦點，人性化設(shè)計 return; try /創(chuàng)建一個客戶端套接字，它是Login的一個公共屬性 tcpClient = new TcpClient();/將被傳遞給ChatClient窗體 tcpClient.Connect(IPAddress.Parse(txtHost.Text), Int32.Parse(txtPort.Text);/向指定的IP地址服務(wù)器發(fā)出連接請求 Stream = tcpClient.GetStream(); /獲得與服務(wù)器數(shù)據(jù)交互的流通道 NetworksStream /啟動一個新的線程

25、，執(zhí)行方法this.ServerResponse()，以便來響應(yīng)從服務(wù)器發(fā)回的信息 Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(this.ServerResponse); thread1.Start(); /向服務(wù)器發(fā)送CONN請求命令 /此命令的格式與服務(wù)器端的定義的格式一致 /命令格式為：命令標(biāo)志符CONN|發(fā)送者的用戶名 string cmd = CONN| + this.tbUserName.Text + |; /將字符串轉(zhuǎn)化為字符數(shù)組 Byte outbytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes

26、(cmd.ToCharArray(); Stream.Write(outbytes, 0, outbytes.Length); catch (Exception ex) MessageBox.Show(ex.Message); private void btnSend_Click_1(object sender, EventArgs e) try if (!this.cbPrivate.Checked) /此時命令的格式是：命令標(biāo)識符CHAT|發(fā)送者的用戶名：發(fā)送內(nèi)容| string message = CHAT| + this.tbUserName.Text + : + tbSendContent.Text; tbSendContent.Text = ; tbSendContent.Focus(); byte outbytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(message.ToCharArray(); /將字符串轉(zhuǎn)化為字符數(shù)組 Stream.Write(outbytes, 0, outbytes.Length); else if (lstUser