【正文】 基于CS結構的即時通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)畢業(yè)設計目 錄1 緒 論 1 即時通倍系統(tǒng)概述和選題背景 1 選題的目的和研究意義 2 本論文的研究方法 3 本論文的內(nèi)容 32 主要技術介紹 5 開發(fā)環(huán)境介紹 5 Java語言的產(chǎn)生與發(fā)展簡介 5 Java語言的主要特點 5 Java web和struts2技術 6 MyEcIipse 7 Swing 編程 7 多線程編程 7 MySQL數(shù)據(jù)庫簡介 8 即時通訊系統(tǒng)原理 8 套接字通信 9 數(shù)據(jù)報通信 9 系統(tǒng)的主要架構 9 TCP/IP 協(xié)議 103 即時通信系統(tǒng)分析 12 系統(tǒng)基本功能描述 12 可行性分析 12 系統(tǒng)需求分析 124 即時通信系統(tǒng)設計 15 數(shù)據(jù)庫設計 15 系統(tǒng)模塊設計 15 聊天系統(tǒng)工作原理圖 15 系統(tǒng)功能模塊圖： 16 系統(tǒng)用例圖 17 活動圖 18 系統(tǒng)類設計 19 Message類的設計： 19 截圖類的設計： 21 聊天記錄類的設計： 21 服務端線程的設計： 225 即時通信系統(tǒng)實現(xiàn) 23 實現(xiàn)概況 23 注冊模塊 23 流程圖 23 關鍵代碼 24 登錄模塊 25 流程圖 25 關鍵代碼 26 聊天模塊 30 流程圖 30 關鍵代碼 31 文件模塊 35 流程圖 35 關鍵代碼 36 用戶管理模塊 41 流程圖 41 關鍵代碼 42 其他功能的實現(xiàn) 45 截圖功能的實現(xiàn) 45 46 服務端線程的實現(xiàn) 48 用戶界面的設計 48 登陸界面 48 好友列表 49 50結 論 51致 謝 52參考文獻 53附錄A 英文原文 55附錄B 漢語翻譯 621 緒 論 即時通倍系統(tǒng)概述和選題背景即時通信(Instant Messaging,縮寫為IM),是以萬維網(wǎng)為基礎,實現(xiàn)通信雙方語言、文件、語音等實時信息傳送的通信過程[1]。與Email等傳統(tǒng)的通信方式相比,即時通信具有實時、方便、快捷、廉價、交互性好等優(yōu)點。當今社會是一個信息化的社會,個人化的交流要求越來越高。同時,隨著多媒體計算機技術和通信技術的迅猛發(fā)展,人們已經(jīng)不能滿足于簡單的話音和文字通信,希望集語音、文字和圖像于一體的多媒體通信[24]。即時通信技術自從1996年誕生以來,經(jīng)歷了 10余年的發(fā)展,已經(jīng)從最初的簡單的文字聊天通信工具,發(fā)展成為一個集通信和娛樂統(tǒng)一于一體的廣泛平臺。在這個平臺上,除了可以進行最基本的實時通信(包括文字通信,還有視頻通信和語音通信)之外,還可以進行游戲的娛樂項目,甚至可以進入一個虛擬的世界、一個虛擬的現(xiàn)實?，F(xiàn)在著名的即時通信軟件有,Google Talk, Yahoo Messager,微信,飛信,Line, Skype等,這些即時通信系統(tǒng)在提供即時通信基本功能的基礎上,各自有自己的特點。如飛信可以免費發(fā)送短信到好友的手機。Google talk的聊天記錄是以郵件的形式保存在Google mail的郵箱里面[5]。而且除了實現(xiàn)PC與PC、手機與手機的通訊之外,還可以實現(xiàn)手機與PC之間的通信。但是這些優(yōu)秀的即時通訊軟件的使用必須有一個前提條件:必須保證因特網(wǎng)的暢通。如果因特網(wǎng)不暢通,那么這些軟件都不能正常的使用,而且很多的即時通訊軟件只能在Windows平臺下運行,不能在Linux、Mac OS上跨平臺運行,除了個別的幾個工具之外,也不能再移動平臺上運行。隨著時代的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,人們的溝通交流方式也變得越來越豐富,如Email、BBS、即時通訊軟件、微博、移動終端等。但是就在個人通信方式方興未艾的時候,企事業(yè)內(nèi)部交流通信卻顯得比較的尷尬,很多的企事業(yè)單位內(nèi)部之間的工作溝通使用的市場上現(xiàn)有的個人即時通訊工具,部門同事之間相互加為好友,部門與部門之間建立一個又一個的群,這種方式貌似很方便同事之間的工作溝通。本人的就加入了十幾個群,個人的各種好友有近百人,我的同學中有的加入幾十個群,各種好友有數(shù)百人之多。每天一打開通信軟件,就會彈出各個群的信息,很多好友的信息,每天的交流溝通占去了很多很多的時間,工作效率低下。 發(fā)出一款能在企事業(yè)單位內(nèi)部使用的、進行工作溝通交流的即時通訊軟件,使得我們能在上班的時候免受工作之外的各種信息的干擾,提高我們的溝通質量,提升人們的溝通體驗,就顯得非常必要。而且人們也越來越關注一個問題,那就是安全保密。如何能在因特網(wǎng)不暢通的時候進行實時通信,如何保證個人信息的安全性,如何保證企業(yè)單位內(nèi)部信息安全性,如何使得軟件能夠跨平臺(不僅是PC平臺之間,也包括PC和移動終端之間)使用,正是本論文的研究所在?，F(xiàn)代社會的信息越來越發(fā)達,生活節(jié)奏也越來越快,于是新型的省時,省力而又高速便捷美觀的即時通訊工具迅速發(fā)展起來。例如手機即時通訊和PC即時通訊,手機即時通訊的代表就是短信。而網(wǎng)站、視頻即時通訊有:米聊、YY語音、、MSN、百度hi、新浪UC、阿里旺旺、網(wǎng)易泡泡、網(wǎng)易CC、盛大ET、移動飛信、企業(yè)飛信等應用形式。盡管有這么多的通訊形式,但并不是都很完美,每種形式各有優(yōu)劣。所以期待能用Java語言編程改善和解決一些問題,進一步提升即時通訊的功用。在信息化時代,作為人們使用最多的,與日常生活最為密切的即時通訊工具,就成了人與人之間進行信息交流,感情傳遞的主要方式。然而,以傳統(tǒng)的為代表的即時通訊工具過多的側重于娛樂性,不能夠適用于高效嚴謹?shù)霓k公環(huán)境,它不僅影響員工的工作效率,而且使得企業(yè)的內(nèi)部的資源信息存在著較大的安全隱患。因此,開發(fā)出一款能夠適應辦公環(huán)境,企業(yè)急需,方便高效的,又安全可靠的即時通訊工具就顯得比較的緊迫,比較具有現(xiàn)實意義。通過研究開發(fā)出一款適合于企事業(yè)單位使用的即時通訊軟件。本系統(tǒng)具有如下的特點:(1)由于減少了工作之外的因素的干擾,工作效率大大的提高,溝通體驗得到了提升。(2)能夠很快捷方便的獲知對方是否在線。(3)由于交流通信使用的內(nèi)部的即時通訊軟件,所以能夠很好的保護信息的安全。(4)系統(tǒng)應用之后,使得溝通的渠道通暢,交流實現(xiàn)扁平化,避免了過去傳達匯報的傳統(tǒng)交流溝通方式,使得溝通交流更加的有效。(5)由于采用C/S架構,所有的信息都是通過服務器轉發(fā),很方便的查詢歷史記錄。本系統(tǒng)釆用模塊化程序設計,系統(tǒng)具有良好可擴充性,可以在后續(xù)的開發(fā)中添加移動通信模塊、電子郵件模塊和視頻通信模塊,為系統(tǒng)的繼續(xù)完善奠定了良好的基礎。本文的設計目標是一個實用的面向企業(yè)的局域網(wǎng)即時通訊軟件。首先對系統(tǒng)的可行性進行分析,確定了系統(tǒng)開發(fā)可行。然后經(jīng)過需求分析確定了系統(tǒng)最終要實現(xiàn)的功能,確定了本系統(tǒng)所使用的后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為MySQL,并對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫進行了設計。系統(tǒng)釆用目前最為流行的開發(fā)工具Java語言進行開發(fā)。其中,網(wǎng)絡通信部分采用流行的TCP/IP協(xié)議,程序采用典型的C/S(客戶端/服務器)模式,這是傳統(tǒng)的軟件系統(tǒng)體系結構,能夠將任務合理的分配的Client端(即客戶端)和Server端(即服務器端),可以大大的降低系統(tǒng)的通訊開銷,可以充分的利用C/S兩端的硬件環(huán)境的優(yōu)勢。程序采用的是使用Socket套接字進行網(wǎng)絡通訊模塊設計,界面部分采用Swing輕量級控件,能夠是系統(tǒng)的控件在各個平臺上具有完全相同的界面,達到了很好的互通性。系統(tǒng)釆用模塊化設計,釆用自頂向下的開發(fā)模式。開發(fā)過程中先根據(jù)功能將系統(tǒng)劃分成不同的模塊,然后將各個模塊繼續(xù)細化,劃分成更小的子模塊。模塊化的好處是便于開發(fā),便于調試,便于系統(tǒng)的后期維護,并為后續(xù)的開發(fā)預留接口,使得系統(tǒng)具有良好的可擴充性。本文最終設計出一個簡易而實用的網(wǎng)絡即時通訊軟件,模式又分為服務器和客戶端兩部分:客戶端通過輸入服務器端的IP地址與服務器建立通信。考慮到要可以在局域網(wǎng)中應用，本系統(tǒng)使用的是第二種方法，經(jīng)過設置，在局域網(wǎng)或internet上都可以使用。第一章緒論。系統(tǒng)的介紹了課題的選題背景，課題研究的意義，所釆用的研究方法以及本論文的結構。第二章主要內(nèi)容介紹。詳細的介紹了本系統(tǒng)所涉及到的即時通信的原理。包括即時通信系統(tǒng)的定義TCP/IP協(xié)議。介紹了本系統(tǒng)所涉及的JAVA編程技術。包括套接字編程,多線程編程技術，Swing輕量級圖形用戶界面開發(fā)，系統(tǒng)開發(fā)的C/S架構等。介紹了數(shù)據(jù)庫操作的MySQL語言。第三章系統(tǒng)分析。首先從技術可行性、經(jīng)濟可行性和操作可行性方面討論了系統(tǒng)的可行性。然后通過需求分析確定了系統(tǒng)所要實現(xiàn)的基本功能。第四章系統(tǒng)設計。確定了系統(tǒng)的總體框架，服務器端和客戶端的詳細功能和界面,并且確定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。第五章系統(tǒng)實現(xiàn)。重點介紹了系統(tǒng)的服務器端和客戶端的實現(xiàn)。最后是結語和致謝。對整個發(fā)過程做出了全面的回顧,并系統(tǒng)的進一步改進和完善提出自己的意見。
2 主要技術介紹Java 是 James Gosling 領導的 Green 小組在 Sun Microsystems 公司開發(fā)的,1995年更名為Java ,并重新設計,用于開發(fā)Internet應用程序。近年來,Java變得非常流行,顯示出獨特的魅力:跨平臺、動態(tài)的Web、Internet計算。Java被廣泛接受并推動了 Web的迅速發(fā)展,同時Java技術也不斷更新。Java是一個由Java虛擬機(Java Virtual Machine)和Java應用編程接口(Application Programming Interface簡稱API)構成的完整平臺,有一個龐大的類庫,其中包含很多可重用的代碼和一個提供諸如安全性、跨操作系統(tǒng)的可移植性以及自動垃圾回收等服務的執(zhí)行環(huán)境。Java的內(nèi)容體系主要有:Java應用程序、Applet 小應用程序、JSP/Servlet、Java Bean、EJB、JavaME、JavaEE 等[6]。迄今為止,Java語言已作為一門綜合性技術在眾多領域得到發(fā)展和應用。Java是面向對象的、簡單的、分布式的、解釋型的、健壯的、安全的、結構中立的、可移植的、高性能的、多線程的和動態(tài)的[7]。(1) Java語言是面向對象的程序設計語言。Java是一個純粹面向對象的語言,強調的面向對象的特性,具備繼承、封裝及多態(tài)性,對軟件工程技術能夠提供很強的支持[8]。為了簡單起見,Java語言只支持類之間的單繼承,但支持接口之間的多繼承。另外Java全面支持動態(tài)綁定。(2) Java語言是簡單的。Java在設計的時候盡可能地接近C/C++,但是剔除了C++中很少使用的、難以理解的、易混淆的特性,如操作符重載、多繼承、自動的強制類型轉換。特別地,Java語言不使用指針,并提供了自動垃圾回收機制[9]。總之,Java語法好比C++語法的一個“純凈”版本。Java簡單性的另一方面是小。(3) Java語言是分布式的。從誕生起,Java就與網(wǎng)絡聯(lián)系在一起,它強調網(wǎng)絡特性,內(nèi)置TCP/IP、HTTP、FTP協(xié)議類庫,Java應用程序能過通過URL打開和訪問網(wǎng)絡上的對象,其便利程度如同訪問本地文件系統(tǒng)一樣。另外,Java的RMI(遠程方法激活)機制也是開發(fā)分布式應用的重要手段。(4) Java語言是解釋型的。Java程序在Java平臺上被編譯為字節(jié)碼格式,然后可以在實現(xiàn)這個Java平臺的任何系統(tǒng)中運行。在運行時,Java平臺中的Java解釋器對這些字節(jié)碼進行解釋執(zhí)行,執(zhí)行過程中需要的類在聯(lián)接階段被載入到運行環(huán)境中。(5)Java語言是健壯的。Java通過強類型機制、異常處理、垃圾的自動收集等機制來保證Java程序的健壯性。Java與C++最大的不同在于Java采用的指針模型可以消除重寫內(nèi)存和損壞數(shù)據(jù)的可能性。Java的安全檢查機制使得Java更具健壯性。(6) Java語言是安全的。Java程序在語言定義階段、字節(jié)碼檢查階段及程序執(zhí)行階段進行的三級代碼安全檢查機制,對參數(shù)類型匹配、對象訪問權限、內(nèi)存回收、Java小應用程序的正確使用等都進行了嚴格的檢查和控制,可以有效地防止非法代碼的入侵,阻止對內(nèi)存的越權訪問,能夠避免病毒的侵害。(7) Java語言是體系結構中立的。Java程序(后綴為java的文件)在Java平臺上被編譯為體系結構中立的字節(jié)碼格式(后綴為class的文件),只要有Java運行時系統(tǒng),這種字節(jié)碼不僅可以很容易地在任何機器上被解釋執(zhí)行,而且還可以迅速地翻譯成本地機器的代碼。(8) Java語言是可移植的。與C/C++不同,Java規(guī)范中沒有“依賴具體實現(xiàn)”的地方。基本數(shù)據(jù)類型的大小以及有關算法都做了明確的說明。Java系統(tǒng)本身也具有很強的可移植性,Java編譯器是用Java實現(xiàn)的,Java的運行環(huán)境是用ANSI C實現(xiàn)的。(9)Java是高性能的。Java采用JIT編譯器(即時編譯器),而即時編譯器的基本工作方式是一次把字節(jié)碼編譯為本地代碼,并將結果緩存起來,在需要的時候重新調用,由于這種方式只需要進行一次解釋,從而極大地提高了常用代碼的運行速度。(10)Java語言是多線程的。只要操作系統(tǒng)支持,Java中的線程就可以利用多個處理器。在不同的機器上,只是調用多線程的代碼完全相同,Java把多線程的實現(xiàn)交給了底層的操作系統(tǒng)或線程庫來完成。(11)Java語言是動態(tài)的。Java執(zhí)行代碼是在運行時動態(tài)載入的。在網(wǎng)絡環(huán)境下,Java語言編寫的代碼用于客戶端架構可減少維護工作。另外,類庫中增加的新方法和其他實例不會影響到原有程序的運行。 web和struts2技術采用B/S的結構實現(xiàn)服務器端，對用戶和在線用戶進行增刪改查，和踢用戶下線，以及開啟服務器和關閉服務器?？蛻舳瞬捎肅/S結構，管理端采用B/S的結構，用Tomcat 作為服務器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫，還使用到了WindowBuilder開源框架進行界面開發(fā)。