基于UDP協(xié)議的聊天程序設(shè)計報告

編號：計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計題目：基于UDP的聊天程序系別：計算機科學(xué)與工程學(xué)院摘要隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及人們生活的需求，網(wǎng)絡(luò)聊天已越來越受到人們的青睞。網(wǎng)絡(luò)聊天已經(jīng)成為人們工作生活中傳遞信息、交流感情的重要工具，給人們帶來了很大的方便。本課題是開發(fā)一個基于UDP的局域網(wǎng)聊天系統(tǒng),運用軟件工程的設(shè)計流程，綜合運用數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)、Windows程序設(shè)計技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，此網(wǎng)絡(luò)聊天工具采用客戶端/服務(wù)器（C/S）模式,客戶端采用UDP與服務(wù)器連接，客戶端與客戶端之間通過UDP互相通訊。服務(wù)器端具有服務(wù)器端口設(shè)置，此聊天工具能實現(xiàn)多人聊天功能，適用于局域網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)聊天工具，其操作簡單，靈活性好，運行也比較穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通訊；客戶端/服務(wù)器模型；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議；套接字1-基本設(shè)備往往就成為降低UDP過大通信量的有效工具。數(shù)據(jù)報擁塞控制協(xié)議(DCCP)設(shè)計成通過在諸如流媒體類型的高速率UDP流中增加主機擁塞控制來減小這個潛在的問題。從以上特點可知，UDP提供的是無連接的、不可靠的數(shù)據(jù)傳送方式，是一種盡力而為的數(shù)據(jù)交付服務(wù)。四.基于C/S的多客服端相互通信原理分析：在C/S模式中，它是在分散式，集中式，以及分布式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新模型，目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信以及應(yīng)用都屬于這種模型，C/S模式將一個網(wǎng)絡(luò)事務(wù)分為兩部分，一部分是客戶端(Client）,他為用戶提供網(wǎng)絡(luò)請求服務(wù)的接口，另一部分是服務(wù)端（Server）,它負(fù)責(zé)接受用戶對服務(wù)的請求，并將這些服務(wù)透明的提供給用戶，既適用于實際應(yīng)用的程序，又實用于真正的計算裝置，舉例來說，我們到飯店吃飯時，要首先提出請求吃什么，屬于客戶端，飯店服務(wù)員根據(jù)請求提供相應(yīng)的服務(wù)，屬于服務(wù)端，至于相應(yīng)的飯菜是由哪一個廚師來做，則由飯店的服務(wù)員去聯(lián)系，而客戶端只需要和服務(wù)器打交道就行了，從程序?qū)崿F(xiàn)上來說，客戶端和服務(wù)器打交道實際上是兩個進程打交道，服務(wù)端啟動server進程，并等待客戶端與其聯(lián)系，而客戶端則啟動客戶進程和服務(wù)器打交道。當(dāng)服務(wù)器進程處理完一個客服進程請求的信息之后，由接著等待其他客戶的請求。套接字編程原理分析：圖1.1套接字編程原理圖注釋：socket()，使用前創(chuàng)建一個新的套接字；bind()，將套接字地址與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來；send()與recv()，數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；closesocket()，關(guān)閉套接字。六、概要設(shè)計服務(wù)器服務(wù)器客戶機甲客戶機乙客戶機丙圖2.1整體框架設(shè)計圖服務(wù)器端主要實現(xiàn)的功能是啟動一個監(jiān)聽的進程，開放自己的端口號為7777，不斷的監(jiān)聽是否有新的客服端進程向自己發(fā)送連接請求，為每一個主動連接自己的客戶端設(shè)置一個ID號設(shè)置一個threads的容器用來管理客戶端的線程。與客戶端建立連接，實現(xiàn)socket通信，對于服務(wù)器端是先接受數(shù)據(jù)流然后再發(fā)送數(shù)據(jù)流，客服端發(fā)送過來的信息經(jīng)服務(wù)器端然后轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有的客戶端，服務(wù)器端相當(dāng)于中間的橋梁?？蛻舳艘笾饕獙崿F(xiàn)的功能是建立一個圖形的界面，用于顯示聊天信息等，并且建立與服務(wù)器端的通信，主動的向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，然后對輸入文本框注冊事件監(jiān)聽并且發(fā)送給客服端，不斷的監(jiān)聽服務(wù)器端發(fā)來的信息，然后顯示出來。七、詳細(xì)設(shè)計服務(wù)器端：創(chuàng)建服務(wù)端接口創(chuàng)建服務(wù)端接口建立一個seversocket的類svsocket創(chuàng)建一個容器用來管理客戶端進程開始監(jiān)聽，監(jiān)聽是否有客戶端連接，有的話與其建立連接分配ID監(jiān)聽線程監(jiān)聽端口是否有消息傳入如果有的話接收信息再將信息發(fā)送到其他的所有的客服端當(dāng)某客戶離開，結(jié)束他與其他人的通信為客戶端連接創(chuàng)建線程從容器vector中刪除該線程表示該線程已經(jīng)離開聊天室，結(jié)束兩者之間連接圖7.1服務(wù)器端整體設(shè)計流程圖客戶端建立一個seversocket的類，并且創(chuàng)建一個vector用來管理客戶端的線程，然后就開始檢測，如果有客戶端請求與服務(wù)器連接就與其建立socket連接，創(chuàng)建進程設(shè)置ID，告訴其他的客戶端有新的客戶端接入，然后開始監(jiān)聽所有的客戶端線程如果有信息通過端口進入就接受然后再發(fā)送給其他客戶端，如果有客戶端退出，就會告訴其他的客戶端并且關(guān)閉與該客戶端的socket連接，然后在vector里面刪除相應(yīng)的線程。主界面服務(wù)器界面，當(dāng)運行服務(wù)器端則出現(xiàn)運行客服端登錄心得體會：經(jīng)過兩個星期的學(xué)習(xí)和實踐，我也算是順利的完成了計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計，同時對計算機網(wǎng)絡(luò)有一個大致的了解，在實踐過程中遇到了很多的困難，感覺自己很難將理論與實踐相結(jié)合，覺得我們學(xué)習(xí)的那些知識也派不上用場，通過這次課設(shè)，我深刻的認(rèn)識到實踐與理論必須要想結(jié)合才能使所學(xué)的知識變成可用的，通過自己的努力和老師同學(xué)們的幫助，多了一種看待問題的角度；我也發(fā)現(xiàn)了我所學(xué)知識不扎實，只是走馬觀花的應(yīng)付考試，在以后的學(xué)習(xí)中需要時刻的告誡自己，踏踏實實做好每一步。本次課程設(shè)計是利用java語言編寫的，雖說自己以前接觸過這種語言，但是經(jīng)過這兩周的學(xué)習(xí)，我受益匪淺。首先，我進一步弄懂了JAVA語言的編程方法和原則，并學(xué)會了編寫java程序。其次，使我更深層次的理解到JAVA語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，具有可視化編程的特點且代碼具有可移植等特點。本次課程設(shè)計是實現(xiàn)一個UDP即時通訊程序。經(jīng)過編寫程序和運行，調(diào)試程序，我對java語言有了更深的了解。另外，使我對UDP協(xié)議的特點和工作過程有了更深的了解。UDP協(xié)議提供無連接的、不可靠的服務(wù)。它工作于傳輸層，是傳輸層的重要協(xié)議之一。最后，UDP協(xié)議是利用客戶端和服務(wù)器端模型來實現(xiàn)傳輸?shù)?。本次課程設(shè)計使我明白了知識的重要性，同時也更加懂得實踐更不可少。我們要經(jīng)常把所學(xué)的知識運用到實踐，這樣，才能充分的融會貫通。同時，也使我認(rèn)識到自己動手能力太差，為我以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供了一個警鐘！本次課程設(shè)計的過程中，雖然遇到了不少問題，但最后還是成功的完成了。這次課設(shè)對于我而言是有很大的收獲，懂得獨立尋找資料學(xué)習(xí)，這是最大的收獲，在以后的工作中肯定會面臨不懂得問題，有了這次課設(shè)的經(jīng)驗，就能夠去獨立學(xué)習(xí)并解決困難。主要代碼packageserver;importjava.awt.Container;importjava.awt.event.ActionEvent;importjava.awt.event.ActionListener;importjava.awt.event.WindowAdapter;importjava.awt.event.WindowEvent;importjava.io.DataInputStream;importjava.io.DataOutputStream;importjava.io.IOException;importjava.io.ObjectInputStream;importjava.io.ObjectOutputStream;import.ServerSocket;import.Socket;importjava.util.ArrayList;importjava.util.Date;importjavax.swing.JButton;importjavax.swing.JFrame;importjavax.swing.JLabel;importjavax.swing.JOptionPane;importjavax.swing.JScrollBar;importjavax.swing.JScrollPane;importjavax.swing.JTextArea;importjavax.swing.JTextField;publicclassserverextendsJFrame{privateJTextAreaallmsg;privateJTextFieldcurrnum,totalnum,copyright,chatmsg;privateJButtonsend;privateJScrollPanejs;intnum1,num2,port;/*--num1:當(dāng)前在線人數(shù)num2:總上線人數(shù)port:服務(wù)端口號--*/privateServerSocketss;ArrayListlists;//存放所有在線用戶publicserver(){super("聊天室服務(wù)器端");this.setSize(310,660);this.setLocation(200,50);lists=newArrayList();num1=num2=0;port=7777;currnum=newJTextField("當(dāng)前在線人數(shù)："+num1);currnum.setEnabled(false);totalnum=newJTextField("上線總?cè)藬?shù)："+num2);totalnum.setEnabled(false);allmsg=newJTextArea();allmsg.append("系統(tǒng)消息\n");allmsg.setEditable(false);allmsg.setLineWrap(true);//允許自動換行js=newJScrollPane(allmsg);//為JTextArea添加滾動條chatmsg=newJTextField("在此輸入系統(tǒng)信息");chatmsg.addActionListener(newActionListener(){publicvoidactionPerformed(ActionEventarg0){Stringstr=chatmsg.getText().trim();if(!"".equals(str)){sendmsg((newDate()).toLocaleString()+"--系統(tǒng)消息："+str);chatmsg.setText("");}elseJOptionPane.showMessageDialog(null,"消息不能為空","錯誤",JOptionPane.OK_OPTION);chatmsg.setText("");/*--發(fā)送信息后，將輸入欄中的信息清空--*/}});send=newJButton("發(fā)送");send.addActionListener(newActionListener(){publicvoidactionPerformed(ActionEventarg0){Stringstr=chatmsg.getText().trim();if(!"".equals(str)){sendmsg((newDate()).toLocaleString()+"--系統(tǒng)消息："+str);chatmsg.setText("");}elseJOptionPane.showMessageDialog(null,"消息不能為空","錯誤",JOptionPane.OK_OPTION);chatmsg.setText("");/*--發(fā)送信息后，將輸入欄中的信息清空--*/}});addcomponettocontainer();this.addWindowListener(newWindowAdapter(){publicvoidwindowClosing(WindowEventwe){sendmsg("SYSTEM_CLOSED");/*--向客戶端發(fā)送服務(wù)器關(guān)閉信息--*/destory();}});start();/*--啟動連接服務(wù)--*/}publicvoidaddcomponettocontainer(){Containerc=this.getContentPane();c.setLayout(null);currnum.setBounds(20,15,130,20);totalnum.setBounds(155,15,125,20);js.setBounds(10,50,280,500);chatmsg.setBounds(10,560,180,30);send.setBounds(220,560,70,30);copyright.setBounds(10,600,280,20);c.add(currnum);c.add(totalnum);c.add(js);c.add(chatmsg);c.add(send);c.add(copyright);this.setVisible(true);this.setResizable(false);}publicvoidstart(){booleanisStarted=false;/*--用于標(biāo)記服務(wù)器是否已經(jīng)正常啟動--*/try{this.ss=newServerSocket(port);isStarted=true;this.allmsg.append((newDate()).toLocaleString()+"服務(wù)器啟動@端口:"+port+"\n");while(isStarted){Socketclient=this.ss.accept();/*--監(jiān)聽客戶端的連接--*/DataInputStreamin=newDataInputStream(client.getInputStream());Stringname=in.readUTF();useru=newuser();=name;u.socket=client;lists.add(u);//將該用戶加到列表中去num1++;num2++;currnum.setText("當(dāng)前在線人數(shù)："+num1);totalnum.setText("上線總?cè)藬?shù)："+num2);this.allmsg.append((newDate()).toLocaleString()+":"++"登錄\n");newThread(newClientThread(u)).start();/*--為該用戶啟動一個通信線程--*/}}catch(IOExceptione){System.out.println("服務(wù)器已經(jīng)啟動");System.exit(0);}}classClientThreadimplementsRunnable{useruser=null;booleanisConnected=true;DataInputStreamdis=null;DataOutputStreamdos=null;publicClientThread(useru){this.user=u;try{this.dis=newDataInputStream(this.user.socket.getInputStream());this.dos=newDataOutputStream(this.user.socket.getOutputStream());}catch(IOExceptione){//TODOAuto-generatedcatchblocke.printStackTrace();}}publicvoidrun(){readmsg();}/*--讀取客戶的聊天信息--*/publicvoidreadmsg(){while(isConnected){try{Stringmsg=dis.readUTF();if("quit&logout".equals(msg))//當(dāng)用戶關(guān)閉客戶端窗口時，發(fā)送quit字符串表示用戶已經(jīng)退出{num1--;try{this.dis.close();this.dos.close();this.user.socket.close();this.isConnected=false;}catch(IOExceptionioe){ioe.printStackTrace();}finally{this.isConnected=false;if(dis!=null)this.dis.close();if(dos!=null)this.dos.close();if(this.user.socket!=null)this.user.socket.close();}lists.remove(this.user);//從列表中刪除該用戶currnum.setText("當(dāng)前在線人數(shù)："+num1);allmsg.append((newDate()).toLocaleString()+":"++"退出\n");}elsesendmsg(msg);}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}}}/*--將信息進行轉(zhuǎn)發(fā)--*/publicvoidsendmsg(Stringmsg){userus=newuser();DataOutputStreamos=null;if(lists.size()>0){for(inti=0;i<lists.size();i++){us=(user)lists.get(i);try{os=newDataOutputStream(us.socket.getOutputStream());os.writeUTF(msg);}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}}elseJOptionPane.showMessageDialog(null,"當(dāng)前無用戶在線。發(fā)送消息失敗","失敗",JOptionPane.OK_OPTION);}publicvoiddestory(){try{this.ss.close();}catch(IOExceptione){//TODOAuto-generatedcatchblocke.printStackTrace(); }this.dispose();} publicstaticvoidmain(String[]args) {newserver(); }}packageclient;importjava.awt.*;importjavax.swing.*;importjava.awt.event.*;importjava.io.*;import.*;publicclassclientextendsJFrame{privateJTextFieldname;privateJTextFieldip;privateJButtonok,cancle;publicSocketsocket;publicclient(){super("登錄框");this.setSize(400,80);this.setLocation(100,100);name=newJTextField("昵稱");ip=newJTextField("");ok=newJButton("登錄");cancle=newJButton("取消");ok.addActionListener(newlistenEvent());cancle.addActionListener(newlistenEvent());addcomponettocontainer();this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);}publicvoidaddcomponettocontainer(){Containerc=this.getContentPane();c.setLayout(null);name.setBounds(10,10,100,30);ip.setBounds(120,10,100,30);ok.setBounds(230,10,70,30);cancle.setBounds(310,10,70,30);c.add(name);c.add(ip);c.add(ok);c.add(cancle);this.setVisible(true);this.setResizable(false);}publicclasslistenEventimplementsActionListener{publicvoidactionPerformed(ActionEventevent){//TODOAuto-generatedmethodstubif(event.getSource()==ok){Stringn=name.getText().trim();Stringi=ip.getText().trim();if("".equals(n)||"".equals(i)){JOptionPane.showMessageDialog(null,"昵稱、IP不能夠為空!","錯誤",JOptionPane.OK_OPTION);}else{login(n,i);}}if(event.getSource()==cancle){name.setText("");ip.setText("");}}}publicvoidlogin(Stringname,Stringip){try{socket=newSocket(ip,7777);DataOutputStreamout=newDataOutputStream(socket.getOutputStream());out.writeUTF(name);out.flush();//強制輸出緩存中的內(nèi)容//out.close();newClientFrame(name,socket);destroywindow();}catch(UnknownHostExceptione){JOptionPane.showMessageDialog(null,"找不到主機地址(IP錯誤/網(wǎng)絡(luò)故障)！","錯誤",JOptionPane.OK_OPTION);}catch(IOExceptione){}}publicvoiddestroywindow(){this.dispose();}publicstaticvoidmain(String[]args){newclient();}}packageserver;import.*;publicclassuser{Stringname;Socketsocket;}packageclient;importjava.awt.Color;importjava.awt.Container;importjava.awt.event.ActionEvent;importjava.awt.event.ActionListener;importjava.awt.event.WindowAdapter;importjava.awt.event.WindowEvent;importjava.io.DataInputStream;importjava.io.DataOutputStream;importjava.io.IOException;import.Socket;importjava.util.Date;importjavax.swing.JButton;importjavax.swing.JFrame;importjavax.swing.JOptionPane;importjavax.swing.JScrollPane;importjavax.swing.JTextArea;importjavax.swing.JTextField;publicclassClientFrameextendsJFrame{privateJTextAreaallmsg;privateJTextFieldwelcome,copyright,chatmsg;privateJButtonsend;privateJScrollPanejs;privatebooleanisConnected=true;publicDataOutputStreamout;publicDataInputStreamin;publicSockets=null;Stringnic;/*--保存用戶昵稱--*//***初始化客戶端資源*1.獲取從LoginFrame傳遞過來的參數(shù)*2.初始化界面元素*3.初始化通信所需要的資源EG：輸入/輸出流(DataInputStream/DataOutputStream)**/publicClientFrame(Stringname,Socketsocket){this.setSize(310,660);this.setLocation(290,50);this.setTitle("聊天室客戶端<"+name+">");/*--指定窗口的標(biāo)題--*/this.s=socket;/*--接收從LoginFrame中傳遞過來的Socket--*/this.nic=name+"說：";welcome=newJTextField("<"+name+">歡迎您來到聊天室",100);welcome.setBackground(Color.blue);welcome.setEnabled(false);copyright=newJTextField("allcopyright@TOP-king");copyright.setEnabled(false);allmsg=newJTextArea();allmsg.setEditable(false);allmsg.append("系統(tǒng)消息:歡迎登錄在線聊天室\n");js=newJScrollPane(allmsg);//為JTextArea添加滾動條chatmsg=newJTextField("在此輸入聊天信息");chatmsg.addActionListener(newlisten());send=newJButton("發(fā)送");send.addActionListener(newlisten());/*--添加事件監(jiān)聽器--*/try{out=newDataOutputStream(s.getOutputStream());in=newDataInputStream(s.getInputStream());}catch(IOExceptione){JOptionPane.showMessageDialog(null,"系統(tǒng)異常","錯誤",JOptionPane.OK_CANCEL_OPTION);}addcomponettocontainer();/*--當(dāng)用戶關(guān)閉窗口時進行相關(guān)的處理eg:SocketData(Input/Output)Stream的關(guān)閉--*/this.addWindowListener(newWindowAdapter(){publicvoidwindowClosing(WindowEventwe){sendmsg("quit&logout");/*--向服務(wù)器端發(fā)送關(guān)閉信息--*/isConnected=false;destory();/*--銷毀窗口資源--*/}});newThread(newlinread()).start();/*--啟動讀取信息線程--*/}publicvoidaddcomponettocontainer(){Containerc=this.getContentPane();c.setLayout(null);welcome.setBounds(75,10,150,20);js.setBounds(10,50,280,500);chatmsg.setBounds(10,560,180,30);send.setBounds(220,560,70,30);copyright.setBounds(10,600,280,20);c.add(welcome);c.add(js);c.add(chatmsg);c.add(send);c.add(copyright);this.setVisible(true);this.setResizable(false);}classlistenimplementsActionListener{publicvoidactionPerformed(ActionEvente){//TO