【導讀】題目基于局域網(wǎng)的聊天工具。基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn)

　　

【正文】 ER圖 好 友 關 系好 友 號 會 員 號 圖 好友關系 ER圖 離 線 消 息發(fā) 送 者 號待 發(fā) 群 號待 發(fā) 好 友號信 息 類 別發(fā) 送 時 間 附 加 信 息 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 19 圖 離線消息 ER圖 會 員 群擁 有M N離 線 消 息擁 有1M群 關 系擁 有1N 好 友 關 系擁 有1N 圖 總體 ER圖 CDM 圖 擁有包含屬于擁有包含屬于擁有包含擁有擁有擁有屬于會員會員號密碼昵稱性別年齡國家地區(qū)電話電子郵箱職業(yè)學校其他信息最近更新時間pi Long integerVariable characters (20)Variable characters (30)Short integerIntegerVariable characters (10)Variable characters (20)Variable characters (20)Variable characters (40)Variable characters (30)Variable characters (50)Variable characters (320)Long integer主標示符 pi好友關系會員號好友號piaiLong integerLong integerMM主標示符次標示符...piai群群號群名稱群描述群管理員號最近更新時間創(chuàng)建時間pi Long integerVariable characters (20)Variable characters (320)Long integerLong integerLong integerMMM主標示符...pi群關系群號成員號piaiLong integerLong integerMM主標示符次標示符...piai離線消息發(fā)送時間信息類別發(fā)送者號待發(fā)好有號待發(fā)群號附加信息piLong integerIntegerLong integerLong integerLong integerVariable characters (320)MMMMIdentifier_1...pi 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 20 圖 CDM 圖 PDM 圖 屬于包含屬于包含擁有包含包含擁有屬于擁有會員會員號密碼昵稱性別年齡國家地區(qū)電話電子郵箱職業(yè)學校其他信息最近更新時間...integervarchar(20)varchar(30)smallintintegervarchar(10)varchar(20)varchar(20)varchar(40)varchar(30)varchar(50)varchar(320)integerpk好友關系會員_會員號會員號好友號integerintegerintegerpk,fkpkak群群號群名稱群描述群管理員號最近更新時間創(chuàng)建時間...integervarchar(20)varchar(320)integerintegerintegerpk群關系群_群號群號成員號integerintegerintegerpk,fkpkak離線消息會員_會員號發(fā)送時間信息類別發(fā)送者號待發(fā)好有號待發(fā)群號附加信息...integerintegerintegerintegerintegerintegervarchar(320)fk擁有群號會員號integerintegerpk,fk1pk,fk2 圖 PDM 圖 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 21 4 系統(tǒng)詳細設計 系統(tǒng)功能設計 主要功能模塊 1．服務器功能模塊框架圖 i M e s s a g i n g 服 務 器登陸驗證功能注冊會員發(fā)送離線消息創(chuàng)建新群添加好友加入群心跳驗證U D P打洞服務獲取好友或群信息日志記錄 圖 服務器功能模塊框架圖 2．客戶端功能模塊 i M e s s a i n g 客 戶 端會員登陸注冊會員創(chuàng)建I M群添加好友加入群好友聊天文件傳輸群聊天退出登陸查詢會員或群信息U D P打洞請求更改會員資料心跳功能 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 22 圖 客戶端功能模塊 框架圖 主要功能描述 1．服務器功能描述 （ 1）登陸驗證功能：當客戶端發(fā)送了登陸驗證命令后，服務器會驗證傳入的帳號和密碼是否為已注冊的會員，并返回驗證后的信息。 （ 2）注冊會員：當客戶端發(fā)送了注冊會員命令后，服務器會添加注冊的信息到會員表里，并更新在線會員列表，同時返回會員帳號給客戶端。 （ 3）獲取好友或群信息：服務器可以查詢會員表和群表信息，返回指定 ID的信息。該功能主要用于獲取好友列表和群成員列表信息。 （ 4）添加好友：服務器提供添加好友功能，主要啟到一個中介的功能，實現(xiàn)添加命令的轉發(fā)。若添加 成功，還會更新好友關系表。 （ 5）加入群：該功能同添加好友功能類似，服務器會將加入請求發(fā)送到群管理員處，管理員的回應也將被服務器轉發(fā)回客戶端。若成功加入該群，還會更新群成員表。 （ 6）發(fā)送離線消息：當客戶端給未在線的好友發(fā)送消息或請求時，會將該消息或請求保存到數(shù)據(jù)庫里，待下次該好友上線后，將消息一次性發(fā)送過去。 （ 7）心跳功能：為了防止客戶端因非正常退出而導致服務器誤認為其還在線，客戶端會每隔一段時間向服務器發(fā)送心跳命令，因此服務器也會每隔一段時間檢測各在線會員是否按時發(fā)送心跳事件。若發(fā)現(xiàn)某會員超時，強迫其 下線，并通知他的所有好友。 （ 8） UDP 打洞服務：當客戶端無法正常與好友進行通訊時，會請求服務器進行 UDP 打洞服務，即是通知另一會員向該申請的好友 IP 和端口發(fā)生一個數(shù)據(jù)包，使其成為信任 IP和端口。 （ 9）創(chuàng)建 IM 群：客戶端發(fā)送創(chuàng)建信息，服務器負責對群表進行修改。 （ 10）登陸離線日志功能：服務器可以將所有用戶的登陸和離線的信息記錄到數(shù)據(jù)庫里，便于管理員進行信息察看 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 23 2．客戶端功能描述 （ 1）會員登陸：要想使用 iMessaging 進行聊天，就必須在登陸界面進行會員登陸，客戶端會發(fā)送驗證的帳號和密碼給服務器 ，若驗證通過，就能登陸進該帳號，進行后續(xù)的服務功能。 （ 2）注冊會員：若第一次使用 iMessaging，沒有 iM 帳號的話，可以在登陸界面下進行注冊，客戶端會將待注冊的信息發(fā)送給服務器處理，若注冊成功，用戶會得到一個 iM帳號。 （ 3）創(chuàng)建 IM 群：在客戶端下， iM會員可以創(chuàng)建多個 iM 群，客戶端將待創(chuàng)建的信息發(fā)送給服務器，服務器返回創(chuàng)建信息。若創(chuàng)建成功，客戶端能獲得一個唯一的 iM 群號。 （ 4）添加好友： iM 會員能夠添加其他用戶為好友，通過對該用戶發(fā)送添加請求，若該會員統(tǒng)一添加，兩會員便成為好友，更新好友列表，可以 進行好友間的功能。 （ 5）加入群： iM會員可以選擇加入任意的 iM群，客戶端會發(fā)送請求給該群的管理員進行驗證，若驗證通過，該會員便成為該群的一員，并更新群成員列表。 （ 6）文件傳輸：好友與好友之間可以任意互相傳輸文件，并且同時支持多個文件的高速傳輸。 （ 7）好友聊天：好友與好友之間可以進行基于文本的文字聊天。 （ 8）群聊天：好友能在自己所加的群里，進行群聊天，其它人在群里的任何對話均能被接受到。 （ 9）退出登陸： iM 會員退出登陸時將發(fā)送命令給服務器，服務器獲得退出命令后將更新在線列表，并通知所有該會員的好友， 更新他們的好友在線列表。 （ 10）查詢會員或群信息： iM 會員可以通過查詢界面，查詢指定會員或群的信息。 （ 11） UDP 打洞請求：客戶端無法與另一客戶端進行 UDP 通訊時，將向服務器發(fā)送打洞請求。服務器將打洞的結果返回給客戶端。 （ 12）更改會員資料：可以更新自己的基本信息。 （ 13）心跳功能：在線的客戶端能定期的向服務器發(fā)送心跳命令，避免非正常結束 iMessaging 后導致的非法的登出。 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 24 重要模塊的具體實現(xiàn) 網(wǎng)絡通信的實現(xiàn) 1．基于 UDP的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收 服 務 器客 戶 端相 互 通 訊發(fā) 送 命 令接 受 命 令相 互 通 訊相 互 通 訊相 互 通 訊 圖 服務器與客戶端通信模型圖 服 務 器 相 關 處 理C I M S o c k e t 接 收 與發(fā) 送C I M S o c k e t 接 收 與發(fā) 送服 務 器 相 關 處 理 客 戶 端 相 關 處 理客 戶 端 相 關 處 理發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 處 理發(fā) 送 處 理回 復 處 理回 復 處 理分 發(fā) 處 理分 發(fā) 處 理回 復 處 理回 復 處 理 圖 服務器與客戶端的通信圖 （ 1）服務器端的數(shù)據(jù)接收 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 25 服務器基于 UDP 的數(shù)據(jù)發(fā)送與接受主要采用的是 MFC 提供的 CAsyncSocket類，該類提供了基于異步非阻塞式的 IO 操作。 iMessaging 程序里根據(jù)CAsyncSocket 派生了一個 CIMSocket 類，服務器用該類進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并將接收后的數(shù)據(jù)按照命令類型分發(fā)給各 處理子模塊。創(chuàng)建該類在CIMessageDlg 對話框類（服務器運行的主窗口）的 OnInitDialog 函數(shù)里，每當程序運行時都將自動調用該函數(shù)，進行對話框的初始化操作，這是將是創(chuàng)建CIMSocket 類的 最佳 場所。 該對 話框 類提供 一個 內部 接口函 數(shù) BOOL CIMessageDlg::CreateUDPSocket()，用于創(chuàng)建 CIMSocket 類。當 CIMSocket 類創(chuàng)建成功后，將其指針保存在對話框里保護類型成員變量里 CIMSocket* m_pSocket，方便以后的使用。 CIMSocket 類重載了虛函數(shù) OnReceive 用來接收網(wǎng)絡信息，該函數(shù)是一個系統(tǒng)自動調用的消息相應函數(shù)，每當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)該套接字的接收緩沖區(qū)里有數(shù)據(jù)的時候，將調用該函數(shù)，那么我們就可以在該函數(shù)里，調用 RecvFrom 或 Recv 來獲取數(shù)據(jù)。由于正是考慮到基于命令的信息傳輸，接收緩沖區(qū)里不一定時刻都有數(shù)據(jù)到來，那么采用了基于消息響應的異步套接字類。在OnRecevie 函數(shù)里，可能同時會有多個數(shù)據(jù)包到來，若按照每到一個數(shù)據(jù)包進行解析和分發(fā)，將可能延誤整個接收處理過程，造成接收緩沖區(qū)溢出，丟失大量數(shù)據(jù)包，因此 iMessaging 在處理接收來的數(shù)據(jù)時 ，會先將接收到的數(shù)據(jù)包加入到一個數(shù)據(jù)包隊列里面去，用另一個獨立的接收線程讀取該隊列里的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)其命令類型分發(fā)處理（在 iMessaging 里封裝了一個 CPacket 類，用來存儲各種接收到的數(shù)據(jù)包）。在接收線程里（如圖 ），會不斷的判斷數(shù)據(jù)包隊列里是否有數(shù)據(jù)到來，若沒有數(shù)據(jù)，則進入等待（ iMessaging 里使用的時事件內核對象，當現(xiàn)在數(shù)據(jù)包隊列里沒有任何數(shù)據(jù)時進入睡眠狀態(tài)，這樣可以降低該線程因反復執(zhí)行判斷循環(huán)而造成占用大量 CPU時候，當 OnRecevie里接收到一個數(shù)據(jù)后，就會將觸發(fā)事件對象，喚醒接 收線程）。若發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)到來，則分析數(shù)據(jù)包類型，創(chuàng)建相關的處理線程執(zhí)行相關的處理操作，這樣可以在同一時間同時處理多個任務請求，提高了服務器的工作效率。程序執(zhí)行流程圖如下： 基于局域網(wǎng)的聊天軟件的設計與實現(xiàn) 26 創(chuàng) 建 主 窗 口創(chuàng) 建 CIMSocket類進 行 數(shù) 據(jù) 接 收 和 發(fā)送進 入 數(shù) 據(jù) 等 待 狀 態(tài)數(shù) 據(jù) 到 來 ， 響 應OnRecevie函 數(shù) ，讀 取 數(shù) 據(jù) ， 并 加 入到 數(shù) 據(jù) 包 隊 列 里開 始創(chuàng) 建 接 收 線 程 圖 基于 UDP 的接收數(shù)據(jù)的程序流程圖 接 收 線 程 讀 取 數(shù) 據(jù)包 隊 列 元 素是 否 有 元 素處 理 并 創(chuàng) 建 對 應 的