【文章內(nèi)容簡介】 和Server端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。目前大多數(shù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)都是Client/Server形式的兩層結(jié)構(gòu)。C/S結(jié)構(gòu)軟件分為客戶機和服務(wù)器兩層，客戶機不是毫無運算能力的輸入、輸出設(shè)備，而是具有了一定的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲能力，通過把應(yīng)用軟件的計算和數(shù)據(jù)合理地分配在客戶機和服務(wù)器兩端，可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)通信量和服務(wù)器運算量。由于服務(wù)器連接個數(shù)和數(shù)據(jù)通信量的限制，這種結(jié)構(gòu)的軟件適于在用戶數(shù)目不多的局域網(wǎng)內(nèi)使用。C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能充分發(fā)揮客戶端ＰＣ的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器。對應(yīng)的優(yōu)點就是客戶端響應(yīng)速度快。缺點主要有以下幾個：只適用于局域網(wǎng)。而隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，移動辦公和分布式辦公越來越普及，這需要我們的系統(tǒng)具有擴展性。這種方式遠程訪問需要專門的技術(shù)，同時要對系統(tǒng)進行專門的設(shè)計來處理分布式的數(shù)據(jù)。第3章 系統(tǒng)分析與設(shè)計 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)需求聊天交流是目前互聯(lián)網(wǎng)提供的主要內(nèi)容。聊天系統(tǒng)有多種實現(xiàn)方式，類似ICQ屬于一種點對點的聊天系統(tǒng)；還有一種是基于Socket的集中式聊天系統(tǒng)，這種聊天系統(tǒng)需要登陸統(tǒng)一的聊天服務(wù)器。在基于Socket的聊天系統(tǒng)中，主要有兩種角色：服務(wù)器和客戶端，不同的客戶端登陸集中式的服務(wù)器，通過服務(wù)器將一個客戶端發(fā)出的信息推送到其他所有客戶端。基于Socket的聊天系統(tǒng)最早實現(xiàn)是使用網(wǎng)頁刷新方式，通過客戶端不斷地自動刷新，將服務(wù)器端整個頁面內(nèi)容下載到客戶端顯示，這種方式的聊天速度慢，而且有刷屏現(xiàn)象，很快被更新的聊天技術(shù)所替代。 聊天系統(tǒng)在客戶端和服務(wù)器之間主要傳送的是文字信息，服務(wù)器端只需要把最近的文字信息推送到客戶端，這樣減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r間，無疑提高了聊天速度。這種“推”技術(shù)是目前基于Socket聊天系統(tǒng)的主要實現(xiàn)技術(shù)。在基于Socket的聊天系統(tǒng)，客戶端和服務(wù)器必須保持隨時隨地的連接。這有別于普通Web瀏覽的連接方式。在使用瀏覽器訪問服務(wù)器時，先由客戶端發(fā)出HTTP協(xié)議，然后服務(wù)器響應(yīng)處理這個客戶端的響應(yīng)，再返回處理結(jié)果；請求（Request）和響應(yīng)（Response）是一種一對一的前后因果關(guān)系。而在基于Socket的聊天系統(tǒng)中，客戶端發(fā)出聊天信息的同時，客戶端也在接受服務(wù)器發(fā)送過來的其他人的聊天信息，因此，請求和響應(yīng)不存在那種前后對應(yīng)關(guān)系，是兩種分別獨立進行的進程。因為服務(wù)器任何時候都可能發(fā)送信息到客戶端，因此，客戶端和服務(wù)器一旦建立連接，必須能讓服務(wù)器在以后發(fā)送中尋找定位到這個連接。局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)使該系統(tǒng)的用戶能夠通過客戶端登入到該系統(tǒng)，然后直接與系統(tǒng)交互。首先，需啟動服務(wù)器，進行服務(wù)器的配置，進行正確的服務(wù)器配置和數(shù)據(jù)庫連接并測試成功后，開啟服務(wù)器。接下來，在客戶端，該系統(tǒng)的用戶能夠通過登陸界面進入，然后直接與系統(tǒng)交互，進行文字傳送。本系統(tǒng)支持的活動列表如下：（1） 配置服務(wù)器，連接數(shù)據(jù)庫；（2） 開啟服務(wù)器；（3） 用戶注冊一個八位數(shù)的賬號；（4） 用戶登陸系統(tǒng)；（5） 用戶可修改密碼；（6） 用戶與系統(tǒng)交互，進行文字傳送；（7） 用戶好友登陸后，自動彈出系統(tǒng)消息，提示有好友上線；（8） 用戶登陸后，可查找，添加和刪除好友；（9） 用戶可以下載好友分組，刷新在線資料；（10） 傳送文字、用戶上線時有提示音； 需求分析A、識別參與者通過對系統(tǒng)需求的分析，可以確定系統(tǒng)中有兩個參與者：普通用戶和管理員。參與者的描述如下：（1）普通用戶描述：普通用戶可以注冊號碼，登陸聊天系統(tǒng)，添加好友，文字傳送，上線提示。示例：注冊的普通用戶。（2）管理員描述：管理員除了有普通用戶所有權(quán)限外，還具有其它權(quán)限：配置服務(wù)器，開啟服務(wù)。B、識別用例經(jīng)過識別參與者后，對系統(tǒng)需求進一步分析，可以確定系統(tǒng)中有如下用例：（1）Registe（注冊）本用例提供了普通用戶注冊的功能。（2）Login（登陸）本用例提供已注冊的普通用戶和管理員登陸系統(tǒng)的功能。（3）Addfriends（添加好友）本用例提供了普通用戶添加好友功能。（4）online（上線提示）本用例為普通用戶和管理員提供好友上線提示的功能。（5）startserver（開啟服務(wù)）本用例為管理員提供了開啟服務(wù)的功能。（6）configserver（配置服務(wù)器）本用例為管理員提供了配置服務(wù)器的功能。識別出系統(tǒng)的參與者和用例后。31系統(tǒng)用例圖 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計原則考慮到系統(tǒng)的可重用性和伸縮性，需要將本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信底層和應(yīng)用系統(tǒng)分離開。這樣，基于可重用的網(wǎng)絡(luò)通信層，可以實現(xiàn)其他各種實時性較高的應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計上將分3個層次，如圖32所示。Socket底層接口層聊天、游戲等應(yīng)用系統(tǒng)圖32架構(gòu)層次圖本系統(tǒng)最底層是Socket通信層，將負責客戶端和服務(wù)器之間快速的數(shù)據(jù)交換，它通過接口層和最上面應(yīng)用層保持實時數(shù)據(jù)聯(lián)系。用戶從客戶端進入到本系統(tǒng)前，將實現(xiàn)統(tǒng)一的用戶登錄驗證機制。Socket底層設(shè)計分兩大部分：協(xié)議設(shè)計和連接處理設(shè)計：協(xié)議設(shè)計和連接處理設(shè)計；接口層的目的是提供底層和應(yīng)用蹭一個中介媒體的作用，但是不能設(shè)計得太復(fù)雜，以免延誤數(shù)據(jù)傳送時間。 架構(gòu)設(shè)計在本系統(tǒng)中，客戶端需要將用戶輸入的聊天信息發(fā)往服務(wù)器，那么建立一個線程一直實現(xiàn)發(fā)送功能，由于客戶端監(jiān)視用戶輸入也有一個監(jiān)視線程在運行。這樣，有兩個線程各司其職。一個負責監(jiān)視輸入，另外一個線程負責將輸入發(fā)送出去。那么再這兩個線程之間如何通信？最經(jīng)常使用的辦法是使用隊列（Queue）模式。Queue模式是處理消息通信的基本辦法，如圖33所示。提取加入隊列Queue圖33 隊列Queue模式本系統(tǒng)中應(yīng)用Queue模式有一個問題，加入動作是由用戶輸入決定的，一旦有用戶輸入，就會發(fā)生假如動作，那么，提取線程會在隊列另外一段進入死循環(huán)不斷的讀取，這樣才能在隊列中一旦有對象事件時，能夠被立即提取出來，因此必須使用while（！Thread. interrupted（））實現(xiàn)死循環(huán)。但是必須注意到，每次循環(huán)中的提取動作執(zhí)行是有前提條件的——隊列中有對象事件。如果在有對象事件時，通知提取線程，這樣可以避免提取線程一直霸占CPU“傻等”，(objectobj)(object obj)可以達到這個目的。(objectobj)進行中斷等待，加入對象后，(object obj)，這樣提取線程將中斷等待，從Queue中讀取假如對象。線程再中斷等待時，將釋放CPU的霸占，這樣就有效率地利用了CPU，如圖34所示。提取隊列Queuewait加入 圖34 改進后的隊列Queue模式由此可見，并不是說使用了多線程就能提高系統(tǒng)性能，更重要的是還要注意提高CPU使用效率，防止Block發(fā)生。提高多線程的使用效率還必須了解下列幾點：（1）線程運行的次序并不是按照創(chuàng)建他們時的順序來運行的，CPU處理線程的順序是不確定的，如果需要確定，那么必須手工介入。（2）要避免大量線程運行時發(fā)生堵塞現(xiàn)象，可以通過設(shè)置線程優(yōu)先級來實現(xiàn)，但是同時又必須注意到，再大量線程被堵塞時，最高優(yōu)先級的線程先運行，但不表示低級別線程不會運行，只是運行概率較小而已。（3）檢查所有可能Block的地方，盡可能多的使用sleep；盡可能延長sleep（毫秒數(shù)）的時間。但是，當多線程數(shù)量很多時，每次啟動線程的開銷也非常大，有時創(chuàng)建新線程的服務(wù)器再創(chuàng)建和銷毀線程上花費的時間和消耗的資源，可能要比花再處理應(yīng)用邏輯運算的時間和資源要多得多。除了創(chuàng)建和銷毀線程的開銷之外，活動的線程也會消耗系統(tǒng)資源。當應(yīng)用系統(tǒng)突然遭遇巨大訪問量訪問時，服務(wù)器內(nèi)存中會創(chuàng)建太多的線程，直至資源完全消耗，這對于應(yīng)用系統(tǒng)的正常運行是有致命傷害的。為了能再訪問劍鋒時限制線程開啟數(shù)目，以及減少線程頻繁創(chuàng)建和銷毀帶來的系統(tǒng)開銷，提高系統(tǒng)的大量訪問量處理性能和速度，需要事先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程供調(diào)用者循環(huán)反復(fù)使用，這也就是“池”技術(shù)。線程池的基本原理也是基于隊列Queue事先，通過不斷查詢隊列Queue是否有可以運行的線程。如果有，就立即運行線程；如果沒有，就鎖定等待，直至有新的線程假如被出發(fā)解鎖。C。使用ThreadPool和事件驅(qū)動