【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 說(shuō)在Java環(huán)境下，我們使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程需要采用Socket機(jī)制。 開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)Java GUI程序需要一個(gè)系統(tǒng)的組件平臺(tái)，需要很多的組件協(xié)同工作才能開(kāi)發(fā)出一個(gè)具有良好界面并具有局域網(wǎng)通信功能的聊天軟件。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所要用到的組件包括Eclipse平臺(tái)，JDK ，AWT組件庫(kù)，SQL Server 2005等。 硬件環(huán)境開(kāi)發(fā)Java項(xiàng)目所要的硬件要求并不需要太高，達(dá)到以下要求即可：l 處理器：Intel Core2 Duo CPU或者更高l 內(nèi)存：1GB或者更高l 網(wǎng)絡(luò)：局域網(wǎng) 軟件環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows XP或者其它可用操作系統(tǒng)l 開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Eclipse+AWT組件庫(kù)l 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Javal 數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL Server 2005 EclipseEclipse 是一個(gè)開(kāi)放源代碼的、基于 Java 的可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)平臺(tái)。就其本身而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過(guò)插件組件構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境。Eclipse 還附帶了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的插件集，包括 Java 開(kāi)發(fā)工具（Java Development Tools，JDT）。 JDK(Java Development Kit)是Sun Microsystems針對(duì)Java開(kāi)發(fā)員的產(chǎn)品。自從Java推出以來(lái)，JDK已經(jīng)成為使用最廣泛的Java SDK。JDK 是整個(gè)Java的核心，包括了Java運(yùn)行環(huán)境、Java工具和Java基礎(chǔ)的類庫(kù)。 SQL Server 2005和JDBCJDBC是一種用于執(zhí)行SQL語(yǔ)句的Java API應(yīng)用程序接口，可以為多種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)提供統(tǒng)一的訪問(wèn)接口。JDBC由一組用Java語(yǔ)言編寫(xiě)的類和接口組成，通過(guò)調(diào)用這些類和接口所提供的方法，用戶能夠以一致的方式連接多種不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而可使用標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)言來(lái)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，不必再為每一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)編寫(xiě)不同的Java代碼。本次畢業(yè)應(yīng)用了JDBC訪問(wèn)SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫(kù)，以完成必要的功能和要求。 AWT組件AWT 是Abstract Window Toolkit (抽象窗口工具包)的縮寫(xiě)，這個(gè)工具包提供了一套與本地圖形界面進(jìn)行交互的接口。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中用Java提供的這個(gè)工具包對(duì)服務(wù)器和客戶端進(jìn)行GUI開(kāi)發(fā)。第三章 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)可行性分析經(jīng)濟(jì)可行性:由于本系統(tǒng)的主要背景是畢業(yè)設(shè)計(jì)，不考慮到直接的經(jīng)濟(jì)效益和其后的商業(yè)發(fā)展，而只在于注重自身水平和能力的提高。所以，只要有一臺(tái)能運(yùn)行Java軟件的電腦即可，而不用考慮到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。技術(shù)可行性:本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是利用 SQL Server 2005作為本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的,它是一個(gè)支持多用戶的新型數(shù)據(jù)庫(kù),適用于中小規(guī)模的數(shù)據(jù)量需求。使用Java作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言,它提供完善的控制語(yǔ)句、類與對(duì)象的支持及豐富的數(shù)據(jù)類型,給開(kāi)發(fā)高性能系統(tǒng)提供了保障。運(yùn)行可行性:本系統(tǒng)為一個(gè)小型的局域網(wǎng)聊天系統(tǒng),所耗費(fèi)的資源比較少，只要安裝了運(yùn)行該程序所必要的軟件后，就目前的電腦，都是能夠運(yùn)行的。因此,本系統(tǒng)在運(yùn)行上是完全可行的。綜上所述,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)在經(jīng)濟(jì)上、軟件上和硬件設(shè)備上的條件都是滿足的。因此可以得出結(jié)論,本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是可行的。 系統(tǒng)功能需求既然該課題的可行性是已經(jīng)確定，那么我們就可以開(kāi)始分析其具體的功能需求。聊天軟件無(wú)非就是要實(shí)現(xiàn)聊天的功能，那么其最根本的需求就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)聊天的功能。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的聊天軟件所用到的是C/S模式，即需要一個(gè)服務(wù)器和一個(gè)客戶端項(xiàng)目，最后兩個(gè)項(xiàng)目完成通信過(guò)程。具體的功能我用Visio圖演示出來(lái)，如圖31，圖31 局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)功能示意圖 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跟一般網(wǎng)站的設(shè)計(jì)有著許多不同的地方，一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)站設(shè)計(jì)所考慮的因素包括大量的界面美化以及動(dòng)態(tài)效果等，而聊天室只要能提供實(shí)現(xiàn)用戶之間即時(shí)性的聊天通信即可，但也要做一定美化效果，不然，當(dāng)用戶一看著聊天軟件就沒(méi)了聊天的心情，那就太糟糕了。綜合以上因素，我對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所要做的的工作做了以下的總結(jié)：在Internet上的聊天程序一般都是以服務(wù)器提供服務(wù)端連接響應(yīng)，使用者通過(guò)客戶端程序登錄到服務(wù)器，就可以與登錄在同一服務(wù)器上的用戶交談，這是一個(gè)面向連接的通信過(guò)程。因此，程序要在TCP/IP環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端和客戶端兩部分程序。服務(wù)器與客戶端連接和傳遞數(shù)據(jù)具體實(shí)現(xiàn)的原理如下圖32所示：圖32服務(wù)器與客戶端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互通信原理圖 各個(gè)模塊功能詳解 服務(wù)器端結(jié)構(gòu)服務(wù)器的工作主要是負(fù)責(zé)對(duì)客戶端請(qǐng)求的不斷監(jiān)聽(tīng)，它一直處于擁塞狀態(tài)，直到有客戶端發(fā)出連接請(qǐng)求為止。當(dāng)服務(wù)器接收到客戶端的登陸請(qǐng)求并驗(yàn)證用戶名密碼通過(guò)后，用戶成功進(jìn)入聊天室，服務(wù)器又處于擁塞狀態(tài)，也就是進(jìn)入了對(duì)客戶端(發(fā)送信息，離線)的監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)。服務(wù)器功能具體的實(shí)現(xiàn)方式如下圖33所示，圖33 服務(wù)器工作模式圖示開(kāi)啟服務(wù)器時(shí)會(huì)進(jìn)入服務(wù)器控制主界面，上面標(biāo)明了服務(wù)器的IP、端口號(hào)等重要信息，管理者可以點(diǎn)擊開(kāi)啟按鈕啟動(dòng)服務(wù)器。然后，服務(wù)器就開(kāi)始工作了，服務(wù)器會(huì)一直處于擁塞狀態(tài)，直到接收到Socket連接請(qǐng)求。然后服務(wù)器便會(huì)執(zhí)行相應(yīng)線程里面相應(yīng)的操作流程，比如用戶登陸、用戶注冊(cè)、用戶聊天信息轉(zhuǎn)發(fā)等等。 客戶端結(jié)構(gòu)客戶端分為登陸(Login)，注冊(cè)(Register)和聊天主界面(ChatRoom)三大模塊，登陸主要是客戶端向服務(wù)器發(fā)出登陸用戶名和密碼，請(qǐng)求到服務(wù)器的連接。注冊(cè)是對(duì)用戶開(kāi)放注冊(cè)功能，從而能讓注冊(cè)過(guò)的用戶進(jìn)入聊天室。聊天主界面就是我們的聊天室了，這里實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)聊天的功能，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多、多對(duì)多的聊天形式?？蛻舳斯ぷ髂Ｊ饺缦聢D34所示，圖34 客戶端工作模式圖示首先我們會(huì)啟動(dòng)客戶端，進(jìn)入類似登陸的登陸界面Login，上面有登陸用戶名和密碼輸入框和登陸按鈕，如果用戶輸入正確的用戶名和密碼就會(huì)直接進(jìn)入ChatRoom，如果此時(shí)有其他在線用戶，用戶就可以與他們進(jìn)行即時(shí)聊天了。除了登陸，你還可以進(jìn)行注冊(cè)，點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕就會(huì)響應(yīng)出Register界面，在你填寫(xiě)完整了注冊(cè)信息后，點(diǎn)擊確定，服務(wù)器會(huì)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)做出判斷并返回結(jié)果，如果服務(wù)器返回了注冊(cè)成功的信息，用戶便可以點(diǎn)擊返回進(jìn)行以上登陸操作。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則考慮到系統(tǒng)的可重用性和易維護(hù)性，需要將本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)底層通信和應(yīng)用系統(tǒng)分開(kāi)，做到結(jié)構(gòu)分明、各功能模塊清晰?；诳芍赜玫木W(wǎng)絡(luò)通信底層，可以實(shí)現(xiàn)其他各種實(shí)時(shí)性較高的應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)上將分成3個(gè)層次，如下圖35所示，圖35 聊天系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次模型圖本系統(tǒng)最底層的是Socket通信層，負(fù)責(zé)將客戶端與服務(wù)器之間連接起來(lái)，并建立I/O通道，實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸。它通過(guò)接口層和最上面的應(yīng)用層保持即時(shí)性的數(shù)據(jù)傳遞。用戶登陸聊天時(shí)，將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的用戶登陸驗(yàn)證機(jī)制。Socket底層設(shè)計(jì)分為兩大部分：協(xié)議設(shè)計(jì)和連接處理。協(xié)議設(shè)計(jì)就是規(guī)定服務(wù)器的IP和默認(rèn)的端口號(hào)（PORT），服務(wù)器在該IP和端口號(hào)監(jiān)聽(tīng)客戶端的連接請(qǐng)求。用多線程的技術(shù)處理客戶端的連接請(qǐng)求，一旦有客戶端發(fā)起連接請(qǐng)求，服務(wù)器便進(jìn)入到與客戶端的連接線程中開(kāi)始工作，直到完成所有操作。 架構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，服務(wù)器端設(shè)計(jì)兩個(gè)線程，一個(gè)用來(lái)處理客戶端連接請(qǐng)求的監(jiān)聽(tīng)線程，一旦監(jiān)聽(tīng)到Socket連接請(qǐng)求，服務(wù)器便進(jìn)入Connection線程工作，處理客戶端相應(yīng)請(qǐng)求的操作，比如登陸、注冊(cè)、發(fā)送消息、退出等操作。兩個(gè)線程之間分工明確一個(gè)負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)請(qǐng)求，一個(gè)負(fù)責(zé)處理請(qǐng)求，多線程處理，分工明確。相應(yīng)的客戶端的設(shè)計(jì)要比服務(wù)器簡(jiǎn)單，Login類負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)登陸，Register類負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)，ChatRoom類實(shí)現(xiàn)用戶的聊天功能，其中ChatRoom單獨(dú)用一個(gè)線程來(lái)處理其具體的操作。 功能設(shè)計(jì)局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)以局域網(wǎng)內(nèi)的用戶為實(shí)用對(duì)象，該聊天系統(tǒng)主要由服務(wù)器端和客戶端兩部分組成，其功能圖亦如圖31所示。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)由于本局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)主要是以提供聊天服務(wù)為主要目標(biāo)，所以所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)表只有簡(jiǎn)單的兩張，一張用來(lái)存儲(chǔ)用戶信息，一張用來(lái)存儲(chǔ)用戶的聊天信息，如下圖35,36所示，圖35 用戶信息表用戶信息表主要包括了用戶名、密碼、年齡、性別、郵箱5個(gè)數(shù)據(jù)，分別用來(lái)存儲(chǔ)用戶的用戶名、密碼、年齡、性別、郵箱。圖36 用戶聊天信息表用戶聊天信息表主要用來(lái)存儲(chǔ)用戶的聊天信息，包括聊天信息的id號(hào)，聊天具體信息，聊天內(nèi)容的時(shí)間。第四章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 服務(wù)器工作流程圖服務(wù)器的主要工作室配置服務(wù)器并且啟動(dòng)服務(wù)器，服務(wù)器啟動(dòng)后對(duì)用戶進(jìn)行管理，包括在線用戶管理，踢出違規(guī)用戶，記錄用戶聊天信息等。其工作流程圖如下41所示，圖41 服務(wù)器工作流程 服務(wù)器主界面服務(wù)器主要是實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的啟動(dòng)，然后就開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)客戶端的連接請(qǐng)求，處理客戶端的各種應(yīng)用操作。其主界面如下圖42，43所示，圖42 服務(wù)器主界面圖43 服務(wù)器用戶管理主界面 服務(wù)器的開(kāi)啟點(diǎn)擊啟動(dòng)服務(wù)器按鈕，便可以啟動(dòng)服務(wù)器，服務(wù)器開(kāi)始提供服務(wù)。如下圖44所示，圖44 服務(wù)器啟動(dòng)后服務(wù)器管理主界面 服務(wù)器的關(guān)閉點(diǎn)擊以上圖例所示“關(guān)閉服務(wù)器”按鈕，服務(wù)器便可退出服務(wù)。一旦服務(wù)器關(guān)閉了服務(wù)，那么客戶端會(huì)知道服務(wù)器已經(jīng)停止了服務(wù)，并且彈出“無(wú)法連接到服務(wù)器”的對(duì)話框，客戶端也會(huì)停止工作。 服務(wù)器管理用戶現(xiàn)在，有一個(gè)用戶上線了，服務(wù)器刷新在線用戶列表和在線用戶數(shù)，同時(shí)更新服務(wù)器日志，如下圖45，46所示，圖45 有一個(gè)用戶上線了(服務(wù)器管理界面)圖46 有一個(gè)用戶上線了(用戶信息管理界面)現(xiàn)在，又有一個(gè)用戶上線了，服務(wù)器刷新在線用戶列表和在下人數(shù)，同時(shí)更新服務(wù)器日志，如下圖47,48所示，圖47 又一個(gè)用戶上線了(服務(wù)器管理界面)圖48 又一個(gè)用戶上線了(用戶信息管理界面)服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)客戶端，記錄客戶端聊天信息，如下圖49所示，圖49 服務(wù)器用戶信息管理界面服務(wù)器向所有用戶發(fā)送系統(tǒng)消息，如圖410 組圖所示，圖410 服務(wù)器向所有用戶發(fā)送消息服務(wù)器踢出非法聊天用戶，如下圖 411組圖所示，圖411 服務(wù)器踢出非法聊天用戶現(xiàn)在，有一個(gè)用戶下線了，服務(wù)器刷新在線用戶列表和在線人數(shù)，同時(shí)更新服務(wù)器日志，如下圖412所示，圖412 有一個(gè)用戶下線了 客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 客戶端工作流程圖客戶端啟動(dòng)會(huì)首先進(jìn)入登陸(Login)界面，登陸界面上不但有登陸按鈕，還有注冊(cè)按鈕。如果輸入正確的用戶名和密碼，就會(huì)登錄到聊天室ChatRoom主界面。而如果點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕的話，就會(huì)直接跳到注冊(cè)界面，其工作流程圖下圖413所示，圖413 客戶端工作流程圖 客戶端登陸主界面登陸客戶端首先進(jìn)入的是登陸界面，如下圖414所示，圖414 用戶登陸界面 客戶端注冊(cè)主界面用戶點(diǎn)擊登陸主界面上的注冊(cè)按鈕，會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到注冊(cè)主界面，如圖415所示，圖415 注冊(cè)主界面此時(shí)用戶可以進(jìn)行賬號(hào)注冊(cè)，如下圖416組圖所示圖416 用戶注冊(cè)用戶注冊(cè)時(shí)，首先經(jīng)過(guò)客戶端判定是否輸入為空，經(jīng)過(guò)客戶端的判斷后才會(huì)將注冊(cè)信息發(fā)往服務(wù)器，服務(wù)器判斷該用戶名是否已經(jīng)被注冊(cè)，然后返回成功或者失敗的結(jié)果。部分代碼如下，客戶端判斷： //用戶注冊(cè) @Suppr