【導(dǎo)讀】隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，即時消息通信軟件已經(jīng)成為人們交流的重要手段?；蛘畽C(jī)關(guān)中，除了傳統(tǒng)的信息交流手段外，即時通信作為一種更加有效的交流方式，逐漸得到了廣泛應(yīng)用。無論是企業(yè)還是政府機(jī)關(guān)，使用個人版的即時通信軟件均有安全。XMPP協(xié)議是一系列源代碼開放的、以XML為基礎(chǔ)的協(xié)議，其已經(jīng)成為IETF的標(biāo)準(zhǔn)。本文研究的是一個基于XMPP協(xié)議企。業(yè)級通訊工具客戶端的設(shè)計與實現(xiàn)。本文的主要內(nèi)容如下：。所做的工作和意義進(jìn)行了簡要的介紹；構(gòu)、XMPP的地址空間、XMPP的三個頂級元素和XMPP的安全機(jī)制等；簡單地介紹了基于XMPP的OpenFire服務(wù)器與Smack開發(fā)包；應(yīng)XMPP協(xié)議的實現(xiàn)過程，以及整個客戶端運(yùn)行于XMPP協(xié)議上的的基本流程等；及觀察者模式綜合運(yùn)用，以使交互界面實現(xiàn)實時更新并實現(xiàn)了兩種好友列表顯示方式；文章的末尾總結(jié)了現(xiàn)階段的工作，并提出下一步的工作設(shè)想。

　　

【正文】 用戶登錄 信息收發(fā) 用戶 注冊 好友列表 TLS 加密 SASL 驗證 狀態(tài)訂閱 接收信息 發(fā)送信息 添加好友 刪除好友 發(fā)送狀態(tài)改變 接收好友更新 21 由于協(xié)議的通訊內(nèi)容都是由 XML 流來承載 ， 因此在客戶端與服務(wù)器的交互中需要 XML 解析模塊的參與。它主要負(fù)責(zé)將客戶端的數(shù)據(jù)編碼成 XML 流的格式發(fā)送給服務(wù)器 ， 并將從服務(wù)器端接收的 XML 流解析成客戶端可以理解的數(shù)據(jù)。 (5)應(yīng)用 編程 接口： 這里為 Smack API， 主要是對協(xié)議層的模塊內(nèi)容進(jìn)行了封裝 ， 交互界面通過應(yīng)用程序接口統(tǒng)一調(diào)用。用戶 UI 部分只要調(diào)用相應(yīng)的接口就可以方便的進(jìn)行操作 ， 對上層而言屏蔽了協(xié)議的底層設(shè)計 ， 使得 UI 的設(shè)計更為簡化 ， 同時也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。 表 2 描述了與用戶交互直接相關(guān)的幾個方法接口 。 XMPP 客戶端各項服務(wù)請求 如果用戶成功注冊或登錄成功 ， 客戶端的登錄框會消失后出現(xiàn)一個主窗體 ， 用戶就通過操作圖形界面來實現(xiàn)對客戶端的各項服務(wù)請求 ， 如 :添加好友 ， 刪除好友 ， 發(fā)送信息和退出系統(tǒng)等功能 [17]。 如圖 8 所示： XMPP 客戶端各項服務(wù)響應(yīng) 登錄之后的所有響應(yīng)由相應(yīng)模塊處理 ， 解析從服務(wù)器接收到的 XML 流 ， 同時顯示相應(yīng)的消息和信息提示 ，實現(xiàn)查看即時消息、好友列表顯示、好友上下線通知 。 如下圖 9所示 : 登錄或注冊成功 出現(xiàn)用戶主窗體 添加好友 刪除好友 發(fā)送信息 設(shè)置狀態(tài) 將信息合成 XML 流發(fā)送 圖 8 客戶端各項服務(wù)請求流程 圖 22 同時，要 將 要 發(fā)給服務(wù)器的消息打包成符合 XMPP 協(xié)議的 XML 流， 以發(fā)送給服務(wù)器，實現(xiàn)查找好友、添加好友、刪除好友等功能請求。 根據(jù) XML 流中的不同名字空間，調(diào)用不同的處理模塊 接收 XML 流 解釋 XML 流 驗證 好友列表 查找好友 添加好友 刪除好友 查看即時消息 上下線通知 圖 9 XMPP 客戶端各項服務(wù)響應(yīng)流程圖 23 5 XMPP 客戶端的詳細(xì)設(shè)計 XMPP 客戶端 總體通訊流程 XMPP 協(xié)議所開發(fā)的即時通訊客戶端軟件與服務(wù)器間的 XML通訊流程為 :客戶端連接服務(wù)器返回連接成功信息 ， 表明用戶成功登錄。此時 ， 用戶向好友發(fā)送在線即時消息 ，好友對消息內(nèi)容進(jìn)行回復(fù)。對話結(jié)束后 ， 用戶向服務(wù)器提出退出系統(tǒng)的申請 ， 連接和會話關(guān)閉 [18]。 本客戶端的總體流程圖如圖 10 所示： 開始 連接服務(wù)器 登錄 注冊 成功 設(shè)置在線狀態(tài) 獲取好友列表 開始監(jiān)聽端口 退出登錄 用戶交互 監(jiān)聽端口 添加好友 刪除好友 處理消息 查看信息 發(fā)送信息 有消息 有操作 發(fā)送 XML 消息 空信息 有信息 顯示好友上下線 提示好友添加邀請 提示好友拒絕邀請 提示好友添加失敗 提醒收到消息 接收 消息 解釋 消息 退出 顯示消息 是 是 否 是 重新 登錄 成功 重新 注冊 失敗 失敗 失敗 成功 成功 圖 10 客戶端總體流程圖 24 在這個過程中 ， 用戶要首先登錄服務(wù)器 ， 完成相關(guān)的安全驗證 ， 當(dāng)?shù)卿浲瓿梢院?，與好友之間的通訊則不需要經(jīng)過服務(wù)器的中轉(zhuǎn) ， 而是直接通過兩個客戶端之間點對點的通訊來完 成 ， 這樣服務(wù)器只需要對用戶進(jìn)行基本資料和好友列表的管理和維護(hù) ， 而用戶之間繁重的信息傳送則不需要由服務(wù)器端來負(fù)擔(dān) ， 這樣的以服務(wù)器為中心的點對點的系統(tǒng)架構(gòu) ， 大大減輕了服務(wù)器端所承受的負(fù)擔(dān) ， 由此使得通訊更加的順暢。 XMPP 客戶端的主要功能 用戶注冊服務(wù)設(shè)計 用戶注冊服務(wù)負(fù)責(zé)新用戶的注冊處理。該服務(wù)需要用戶在客戶端 注冊對話框里 填寫用戶名、密碼、電子郵件 、 XMPP 服務(wù)器 等信息 ， 當(dāng)用戶通過客戶端將這些信息提交給服務(wù)器的時候 ， 服務(wù)器會查找該用戶名是否已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫 ， 從而防止同一用戶名重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。 當(dāng)服務(wù)器發(fā)現(xiàn)注冊用戶選擇的用戶名已經(jīng)存在 ， 服務(wù)器將會把該錯誤信息發(fā)回給客戶端 ， 提醒用戶重新選擇用戶名進(jìn)行注冊。如果沒出現(xiàn)任何錯誤的話 ， 服務(wù)器將用戶輸入的信息添加到數(shù)據(jù)庫中 ， 然后發(fā)回注冊成功的信息給客戶端。 運(yùn)用 Smack API 包實現(xiàn)用戶注冊功能 ， JAVA 代碼如下： 下面是從 XML 流的角度來剖析這一個注冊動作： [12] ◆ 客戶端 : 客戶端向服務(wù)器請求建立連接。用戶通過開戶一個從客戶端到服務(wù) 器端的 XML 流 ，來申請一個在服務(wù)器上的 socket 連接。其中 version=??代表客戶端所使用的 XMPP 的版本。 private XMPPConnection connection = null。 connConfig = new ConnectionConfiguration(serverIp， 5222)。 connection = new XMPPConnection(connConfig)。 ()。 ().createAccount(username， password)。 ?xml version=??? stream:stream to=， xmlns=?jabber:client? xmlns:stream=? xml:lang=?en? version=?? 25 ◆ 服務(wù)器： 服務(wù)器響應(yīng)連接 ， 通過開啟一個從服務(wù)器到客戶端的 XML 流進(jìn)行回復(fù)。 ◆ 服務(wù)器 : 服務(wù)器返回支持的驗證方式。 ◆ 客戶端 : 客戶端發(fā)送一個注冊新用戶的請求。 ◆ 服務(wù)器 : 服務(wù)器返回用戶注冊是所要用到的字段和注冊提示信息。 ◆ 客戶端 : iq id=?uid1? type=?get? query xmlns=?jabber:iq:register?/ /iq stream:feature sxmlns:stream=? mechanism sxmlns=?urn:ietf:params:xml:ns:xmppsasl? mechanismDIGESTMD5meehanism mechanismPLAIN/ mechanism /mechanisms /stream:features ?xml version=? ?? stream:stream xmlns:stream=? xmlns=?jabber:elient? from=?? Version=? ? id=?7mh6bxa8x95jslubvkxyuPysze2xPz6jhxtrzzPq? iq xmlns=?jabber:client? id=?uid1?type=?result? query xmlns=?jabber:iq:register? username/ Password/ instructions Enter a username and Password to register With this server /instructions /query iq 26 用戶提供一個需要注冊一個 賬 號 (理論上 ， 這需要一個不同的順序 :首先詢問服務(wù)器需要什么信息 ， 然后服 務(wù)器 告知客戶端需要什么樣的信息 ； 但在實際中 ， 假定需要的信息是 :用戶名 ， 資源 ， 密碼 )的信息。 ◆ 服務(wù)器 : 服務(wù)器返回注冊結(jié)果 ， 表示已經(jīng)注冊成功。 ◆ 客戶端 UI 界面如 圖 11 所示 ： 在用戶操作上 ， 還實現(xiàn)了注冊密碼不一致的提示 。 登錄 驗證服務(wù)設(shè)計 登錄驗證服務(wù)是對試圖登錄的客戶端進(jìn)行權(quán)限驗證。驗證過程為 :服務(wù)器獲得客戶端發(fā)送來的用戶名和密碼 ， 然后查詢數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)的用戶列表 ， 如果該用戶不存在或用戶名與密碼不匹配服務(wù)器將驗證失敗的結(jié)果通過 XMPP 協(xié)議發(fā)還給客戶端 ， 驗證過程中止。如果驗證通過 ， 登錄驗證服務(wù)會將數(shù)據(jù)庫中的用戶狀態(tài)由離線轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€ ， 然后將驗證成功的結(jié)果發(fā)還給客戶端。對于客戶端而言 ， 就是要向服務(wù)器發(fā)出連接請求 ， 建立連接后發(fā)送登錄請求 ， 等待服務(wù)器回應(yīng) ， 發(fā)送登 錄所需驗證信息 ， 再根據(jù)服務(wù)器端返回的 XML流判斷是否登錄成功。 運(yùn)用 Smack API 包實現(xiàn)用戶登錄功能 ， JAVA 代碼如下： iq xmlns=?jabber:client?id=?uid2?type=?result?/ iq id=?uid2?type=?set? query xmlns=?jabber:iq:register? usernametest3/username password1234password /query /iq 圖 11 客戶端注冊界面 27 下面是從 XML 流的角度來剖析這一個登錄動作 [16]： ◆ 客戶端 : 用戶詢問服務(wù)器 ， 登陸所需要提供的信息。 ◆ 服務(wù)器 : 服務(wù)器提示用戶登陸所需要的信息。 ◆ 客戶端 : XMPP 用戶提供所需的信息 — 在本例中 ， 是一個 hash/元素 ， 它是對信息進(jìn)行一個零度知識認(rèn)證的一個哈希。 ◆ 服務(wù)器 : 服務(wù)器響應(yīng)一個空的類型為 ?result?的 iq 元素 ， 表明登陸成功。 (username， password)。 iq id=?2?type=?result?/ iq id=?2?type=?set? query xmlns=?jabber:iq:auth? usernameJuliet/username resourcebaleony/resource hash77d7eaede5e56b9622d0a075eb8836lbl10fogd7/hash /query /iq iq id=?l?type=?result? query xmlns=?jabber:iq:auth? usernameJuliet/username password/ digest/ sequence500sequence/ token3B905BFD/token resource/ /query /iq iq id=?l?type=?get? query xmlns=?jabber:iq:auth? usernameJuliet/username /query /iq 28 ◆ 客戶端 : 用戶發(fā)送當(dāng)前狀態(tài)給服務(wù)器 ， 表明其在線。 ◆ 客戶端 UI 界面如 圖 12 所示 ： 好友花名冊服務(wù)設(shè)計 好友花名冊服務(wù)是在用戶 登錄到服務(wù)器上后即刻發(fā)生的服務(wù) ， 此服務(wù)的目的通過查詢得到自己的好友花名冊列表 (包括其好友的在線狀態(tài) )。服務(wù)器以登錄用戶的 JID 為參數(shù)在好友列表 (FriendList)查找其好友的 JID。然后根據(jù)查詢數(shù)據(jù)庫得到的好友信息結(jié)果中的好友 JID， 查詢他們的在線狀態(tài) ， 然后將這些信息組合成 XMPP 協(xié)議的 XML 流返回給用戶。用戶將好友及其狀態(tài)列表在客戶端顯示出來。 運(yùn)用 Smack API 包實現(xiàn)用戶 好友列表的獲取 功能 ， JAVA 代碼如下： TreeMapString ， FriendBean groupFriendInfo = new TreeMapString ， FriendBean()。 roster = ()。 String jId = 。 for (RosterEntry entry : ()) { FriendBean fb = new FriendBean()。 (().iterator().next().getName())。 (())。 (jId = ())。 (false)。 ()。 (jId， fb)。 } 圖 12 客戶端登錄界面 presence statusOnline/status /presence 29 客戶端 設(shè)計了一個實體類 FriendBean， 用來保存在服務(wù)器獲取回來的每個好友的相關(guān)信息 ， group 為好友所在分組、 nickName 為好友昵稱、 JId 為好友的 JID、 dialogOpened表示是否與該好友聊天、 status 表示好友的在線狀態(tài)；這里的 groupFriendInfo 為一個TreeMap 結(jié)構(gòu)的好友列表 ， TreeMap 為紅黑樹的 JAVA 實現(xiàn) ， 詳細(xì)介紹見 ( 好友列表數(shù)據(jù)的處理