【正文】 基于nodejs的即時通訊系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄摘 要 II目 錄 IV第一章 緒論 1 1 目的及意義 2第二章 Nodejs軟件說明 4 Nodejs概述 4 Nodejs的模塊 5 Nodejs及相關(guān)模塊的安裝 5 測試程序 7第三章 系統(tǒng)可行性分析 8 技術(shù)可行性 8 經(jīng)濟(jì)可行性 8 系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行環(huán)境 8第四章 系統(tǒng)需求分析 9 系統(tǒng)性能需求分析 9 9 系統(tǒng)開發(fā)原則 11第五章 系統(tǒng)總體設(shè)計 12 系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容 12 采用的主要技術(shù) 12第六章 詳細(xì)設(shè)計 14 15 22 22 24 26 28 28第七章 系統(tǒng)測試 30 30 30 30第八章 軟件使用說明書 31 31 服務(wù)器啟動 31 運(yùn)行客戶端 31 開始聊天 32設(shè)計總結(jié) 33參考文獻(xiàn) 34附錄一 外文翻譯（原文） 35附錄二 外文翻譯（中文翻譯） 42致 謝 46II第一章 緒論即時通訊（Instant Messenger，簡稱IM），是指能夠即時發(fā)送和接收互聯(lián)網(wǎng)消息等的業(yè)務(wù)。自1998年面世以來，特別是近幾年的迅速發(fā)展，即時通訊的功能日益豐富，逐漸集成了電子郵件、博客、音樂、電視、游戲和搜索等多種功能。即時通訊不再是一個單純的聊天工具，它已經(jīng)發(fā)展成集交流、資訊、娛樂、搜索、電子商務(wù)、辦公協(xié)作和企業(yè)客戶服務(wù)等為一體的綜合化信息平臺。是一種終端連網(wǎng)即時通訊網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。即時通訊不同于在于它的交談是即時的。大部分的即時通訊服務(wù)提供了狀態(tài)信息的特性──顯示聯(lián)絡(luò)人名單，聯(lián)絡(luò)人是否在在線與能否與聯(lián)絡(luò)人交談。近年來，隨著無線通信的快速發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)的Internet注入了新的活力，同時也為即時通訊帶來了一場革命，交互雙方已經(jīng)不再局限于以網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備為唯一的接入手段，PC機(jī)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)即時通訊中所起的作用正在被手機(jī)、平板電腦所取代。這使得即時通訊更加大眾化和人性化，即使不會使用電腦的人現(xiàn)在也可以享受到即時通訊給人們帶來的變化。縱觀即時通訊軟件業(yè)的迅速發(fā)展，設(shè)計并開發(fā)一個即時通訊平臺，對于現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)和研究，都是極為有意義的，基于這個前提和起因，我選擇了設(shè)計即時通訊系統(tǒng)作為我的畢業(yè)設(shè)計。即時通訊軟件是目前計算機(jī)用戶進(jìn)行交流最普遍的方式之一，各種各樣的聊天軟件也層出不窮；服務(wù)提供商也提供了越來越豐富的通訊服務(wù)功能。即時通信中最基本的功能就是通過計算機(jī)之間的文本數(shù)據(jù)的互換的形式實現(xiàn)思想的交流和溝通，它的優(yōu)點是方便快捷，為人們之間創(chuàng)建了一種新型的、廉價的、快速的、簡便的溝通方式。本文分析了即時通訊系統(tǒng)的原理及其實現(xiàn)過程，探討了Socket技術(shù)與多線程技術(shù)在不/S模式下的局域網(wǎng)即時通訊系統(tǒng)的應(yīng)用。 本畢業(yè)設(shè)計就是模擬Web 聊天軟件，開發(fā)一個包括文字聊天、文件傳輸?shù)裙δ艿牧奶燔浖?。系統(tǒng)主要采用不/S架構(gòu)JavaScript開發(fā)平臺、html5協(xié)議以及Socket等技術(shù)來完成。主要實現(xiàn)的功能有登錄、聊天、發(fā)送表情圖片以及文件傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)采用，按照應(yīng)用程序服務(wù)器端、應(yīng)用程序客戶端此設(shè)計思想，可以將任務(wù)合理分配到客戶機(jī)端和服務(wù)器端從而降低了系統(tǒng)的通信開銷。此系統(tǒng)共分為兩個模塊：客戶端模塊和服務(wù)器端模塊。通過運(yùn)行、測試與分析，該多功能聊天軟件運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，具有一定的實用價值。45 即時通訊（Instant Messenger，簡稱IM），是指能夠即時發(fā)送和接收互聯(lián)網(wǎng)消息等的業(yè)務(wù)。自1998年面世以來，特別是近幾年的迅速發(fā)展，即時通訊的功能日益豐富，逐漸集成了電子郵件、博客、音樂、電視、游戲和搜索等多種功能。即時通訊不再是一個單純的聊天工具，它已經(jīng)發(fā)展成集交流、資訊、娛樂、搜索、電子商務(wù)、辦公協(xié)作和企業(yè)客戶服務(wù)等為一體的綜合化信息平臺。近年來，隨著無線通信的快速發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)的Internet注入了新的活力，同時也為即時通訊帶來了一場革命，交互雙方已經(jīng)不再局限于以網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備為唯一的接入手段，PC機(jī)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)即時通訊中所起的作用正在被手機(jī)、平板電腦所取代。這使得即時通訊更加大眾化和人性化，即使不會使用電腦的人現(xiàn)在也可以享受到即時通訊給人們帶來的變化。在社區(qū)、論壇和普通網(wǎng)頁中加入即時聊天功能，用戶進(jìn)入網(wǎng)站后可以通過聊天窗口跟同時訪問網(wǎng)站的用戶進(jìn)行即時交流，從而提高了網(wǎng)站用戶的活躍度、訪問時間、用戶黏度。把即時通訊功能整合到網(wǎng)站上是未來的一種趨勢，這是一個新興的產(chǎn)業(yè)，已逐漸引起各方關(guān)注即時通訊除了能加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)之間的信息溝通外，最主要的是可以將網(wǎng)站信息與聊天用戶直接聯(lián)緊在一起。通過網(wǎng)站信息向聊天用戶群及時群發(fā)送，可以迅速吸引聊天用戶群對網(wǎng)站的關(guān)注，從而加強(qiáng)網(wǎng)站的訪問率與回頭率。但是運(yùn)用nodejs技術(shù)開發(fā)的即時通訊系統(tǒng)并不多，本文的即時通訊系統(tǒng)即是運(yùn)用這種技術(shù)開發(fā)設(shè)計的，對于開發(fā)者來說它的技術(shù)實現(xiàn)簡單易懂，對于用戶來說更容易掌握，界面圖形化實現(xiàn)能更好的服務(wù)于大眾。、目的及意義該系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容以即時通訊的發(fā)展為背景，基于nodejs技術(shù)設(shè)計、開發(fā)的即時通訊系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用應(yīng)用于企業(yè)局域網(wǎng)信息交流。該系統(tǒng)設(shè)計了局域網(wǎng)內(nèi)用戶信息的交流，文件的傳輸?shù)裙δ?。目前，即時通訊系統(tǒng)的流行與高速發(fā)展已經(jīng)越來越快，給人們提供了更多的選擇，一款好的即時通訊軟件能使人們交流更加通暢便捷，從而提高人們的生活和工作效率。聊天軟件作為使用最為廣泛的即時性通訊工具，它在擁有文字聊天基礎(chǔ)功能的同時，為滿戶的需求，還增加了文件傳輸?shù)墓δ?，成為現(xiàn)在最為主流的網(wǎng)上應(yīng)用軟件。本論文主要對聊天軟件的文字聊天、文件傳輸功能進(jìn)行分析與研究，總結(jié)出相關(guān)的理論與知識。運(yùn)用nodejs技術(shù)開發(fā)設(shè)計的即時通訊系統(tǒng)，實現(xiàn)了新技術(shù)在即時通訊方面的應(yīng)用，而且也豐富即時通訊軟件，使nodejs技術(shù)的優(yōu)越性得到了充分的體現(xiàn)，為有興趣的開發(fā)者提供了素材。每一個流行語言的出現(xiàn)都會伴隨著各種相關(guān)應(yīng)用的誕生,而流行程度又決定了這些應(yīng)用的多樣性。用PHP實現(xiàn)的即時通訊系統(tǒng)就要比用Perl實現(xiàn)的多得多,社區(qū)力量的比較可見一斑，JavaScript社區(qū)的影響也越來越大。,可以看出JavaScript的繁榮程度。服務(wù)器端JavaScript:nodejs—出勢必會引發(fā)一系列即時通訊系統(tǒng)的開發(fā),本系統(tǒng)便是對此領(lǐng)域的探索。第二章 Nodejs軟件說明 Nodejs概述Nodejs是一個可以快速構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及應(yīng)用的平臺 。該平臺的構(gòu)建是基于Chrome39。s JavaScript runtime，也就是說，實際上它是對Google V8引擎（應(yīng)用于Google Chrome瀏覽器)進(jìn)行了封裝。V8引擎執(zhí)行Javascript的速度非?？?，性能非常好。Node對一些特殊用例進(jìn)行了優(yōu)化，提供了替代的API，使得V8在非瀏覽器環(huán)境下運(yùn)行得更好。例如，在服務(wù)器環(huán)境中，處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)通常是必不可少的，但Javascript對此支持不足，因此，方便并且高效地處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)。因此，Node不僅僅簡單地使用了V8，還對其進(jìn)行了優(yōu)化，使其在各環(huán)境下更加給力。V8引擎本身使用了一些最新的編譯技術(shù)。這使得用Javascript這類腳本語言編寫出來的代碼運(yùn)行速度獲得了極大提升，卻節(jié)省了開發(fā)成本。對性能的苛求是Node的一個關(guān)鍵因素。 Javascript是一個事件驅(qū)動語言，Node利用了這個優(yōu)點，編寫出可擴(kuò)展性高的服務(wù)器。Node采用了一個稱為“事件循環(huán)(event loop）”的架構(gòu)，使得編寫可擴(kuò)展性高的服務(wù)器變得既容易又安全。提高服務(wù)器性能的技巧有多種多樣。Node選擇了一種既能提高性能，又能減低開發(fā)復(fù)雜度的架構(gòu)。這是一個非常重要的特性。并發(fā)編程通常很復(fù)雜且布滿地雷。Node繞過了這些，但仍提供很好的性能。雖然讓Javascript運(yùn)行于服務(wù)器端不是Node的獨特之處，但卻是其一強(qiáng)大功能。不得不承認(rèn)，瀏覽器環(huán)境限制了我們選擇編程語言的自由。任何服務(wù)器與日益復(fù)雜的瀏覽器客戶端應(yīng)用程序間共享代碼的愿望只能通過Javascript來實現(xiàn)。雖然還存在其他一些支持Javascript在服務(wù)器端 運(yùn)行的平臺，但因為上述特性，Node發(fā)展迅猛，成為事實上的平臺。Nodejs可以在不新增額外線程的情況下，依然可以對任務(wù)進(jìn)行并行處理 —— Nodejs是單線程的。它通過事件輪詢（event loop）來實現(xiàn)并行操作，對此，我們應(yīng)該要充分利用這一點 —— 盡可能的避免阻塞操作，取而代之，多使用非阻塞操作。 Nodejs的模塊Nodejs使用Module模塊去劃分不同的功能，以簡化應(yīng)用的開發(fā)。Modules模塊有點象C語言中的類庫。每一個Nodejs的類庫都包含了十分豐富的各類函數(shù)，比如模塊就包含了和功能相關(guān)的很多函數(shù)，可以幫助開發(fā)者很容易地對比如,tcp/udp等進(jìn)行操作，還可以很容易的創(chuàng)建和tcp/udp的服務(wù)器。在程序中使用模塊是十分方便的，只需要如下：在這里，引入了類庫，并且對類庫的引用存放在變量中了。這個時候，nodejs會在我們應(yīng)用中搜索是否存在node_modules的目錄，并且搜索這個目錄中是否存在的模塊。如果nodejs找不到這個目錄，則會到全局模塊緩存中去尋找，用戶可以通過相對或者絕對路徑，指定模塊的位置，比如：var myModule = require(39。./39。)。 模塊中包含了很多功能代碼片斷，在模塊中的代碼大部分都是私有的，意思是在模塊中定義的函數(shù)方法和變量，都只能在同一個模塊中被調(diào)用。當(dāng)然，可以將某些方法和變量暴露到模塊外，這個時候可以使用exports對象去實現(xiàn)。 Nodejs及相關(guān)模塊的安裝下面介紹下Nodejs的安裝，首先在nodejs的網(wǎng)站上根據(jù)操作系統(tǒng)下載相關(guān)的安裝包，對于Windows下的安裝，可以如下進(jìn)行：第一步：下載安裝文件下載地址：官網(wǎng)。第二步：安裝nodejs下載完成后，,開始安裝nodejs，默認(rèn)是安裝在C盤Program Files文件夾下面。第三步：安裝相關(guān)環(huán)境打開nodejs的安裝目錄下你會發(fā)現(xiàn)里面自帶了npm, mand prompt 命令窗口。在項目文件夾下安裝相關(guān)環(huán)境鍵入命令：npm install express 回車等待安裝express鍵入命令：npm install 回車等待安裝 安裝什么組件，取決于環(huán)境搭建需求。 測試程序，內(nèi)容如下 var = require(39。39。), server = (function(req, res) { (200, { 39。ContentType39。: 39。text/plain39。 })。 (39。hello world!39。)。 ()。 })。(80)。(39。server started39。)。軟件安裝成功后，運(yùn)行node server，檢查服務(wù)器端是否準(zhǔn)備就緒，打開瀏覽器輸入localhost就可運(yùn)行。第三章 系統(tǒng)可行性分析 技術(shù)可行性所謂可行性分析，是關(guān)于項目的內(nèi)容以及條件:例如供應(yīng)需求，設(shè)備規(guī)模，環(huán)境利益等方面進(jìn)行調(diào)查和分析，預(yù)測項目完成后可能獲得的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益進(jìn)行預(yù)測，提出項目是否應(yīng)該投資以及運(yùn)行方式的意見的一種系統(tǒng)分析方法?？尚行匝芯渴菫楸ＷC投資效果而在項目實施之前從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理等角度對項目進(jìn)行的全面綜合分析。它的基本任務(wù)包括從經(jīng)濟(jì)視角出發(fā)進(jìn)行全面的分析研究、對項目運(yùn)營后所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行預(yù)測、對己經(jīng)確定的幾種方案論證進(jìn)行選擇。它的目標(biāo)是合理利用資源，實現(xiàn)預(yù)定的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。 本文中主要討論的是技術(shù)可行性。主要從項目實施的技術(shù)角度，合理設(shè)計技術(shù)方案，并進(jìn)行比選和評價。NodeJS上的ExpressJS框架可以方便實現(xiàn)眾多功能:新建Server，配置，設(shè)置路由，通過NPM命令‘npm install’，運(yùn)行NodeJs中的NPM包即可安裝。因此，本系統(tǒng)的開發(fā)是完全可以實現(xiàn)的。 經(jīng)濟(jì)可行性基于局域網(wǎng)、B/S架構(gòu)的即時通訊系統(tǒng)在很多資料上都能找到，包括書本和網(wǎng)絡(luò)上都有很多類似的系統(tǒng)，開發(fā)這樣一個系統(tǒng)所需要的花費(fèi)不是很大，需要的開發(fā)工具、需要的軟件等都可以在網(wǎng)上找到，不需要購買，所以不需要花費(fèi)太多金錢，在經(jīng)濟(jì)上完全能夠完成本系統(tǒng)的設(shè)計。 系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)行環(huán)境本設(shè)計是一個局域網(wǎng)即時通訊軟件，要在短時間內(nèi)開發(fā)出來并且滿足客戶要求，無論是硬件還是軟件都要選擇合適，要求如下：開發(fā)設(shè)備完善；開發(fā)機(jī)器的性能必須穩(wěn)定；操作系統(tǒng)的選擇應(yīng)該適當(dāng)；開發(fā)出的程序可以在盡可能多的平臺上運(yùn)行；可在Windows XP或Windows 7系統(tǒng)中完美運(yùn)行。第四章 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)性能需求分析此次開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)聊天工具可作為企業(yè)局域網(wǎng)的交流工具使用，通信的安全性不是很高，但要求信息的響應(yīng)速度要較快，讓用戶充分享受到網(wǎng)絡(luò)即時消息的方便和快捷。本聊天工具由服務(wù)器端程序和客戶端程序兩部分組成，整體采用JavaScript端平臺開發(fā)，采用HTML通信協(xié)議，使用Socket技術(shù)。服務(wù)器是可以進(jìn)行監(jiān)聽，記錄客戶端請求和驗證客戶端身份的合法性，客戶端程序面向?qū)嶋H用戶，它有必要的界面的按鈕，向用戶提供網(wǎng)絡(luò)即時消息的功能。本聊天系統(tǒng)需包含如下基本功能：(1)客戶端的主要功能：用戶登錄與好友聊天表情發(fā)送文件傳輸(2)服務(wù)器端的主要功能： 啟動和關(guān)閉后臺服務(wù)器建立連接監(jiān)聽客戶端請求聊天工具由服務(wù)器端和客戶端組成，要分析清楚兩方面所要完成的任務(wù)，對設(shè)計來說，等于完成了一半。根據(jù)聊天的通信步驟，系統(tǒng)的功能模塊如圖41所示即時通訊系統(tǒng)客戶端服務(wù)器端登錄功能聊天功能字體顏色設(shè)計發(fā)送表情功能發(fā)送圖片功能建立連接斷開連接監(jiān)聽客戶請求返回響應(yīng)發(fā)送請求圖41(1) 服務(wù)