【正文】 5 3 JAVAqq 局域網(wǎng)聊天程序的 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) JAVAqq 局域網(wǎng) 聊天 程序 的總體設(shè)計(jì)要點(diǎn) 聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跟普通網(wǎng)站設(shè)計(jì)有著許多不同的地方，普通網(wǎng)站設(shè)計(jì)所考慮的因素，例如，普通網(wǎng)站需要對布局進(jìn)入大量美化以及動(dòng)畫設(shè)計(jì)等等，而聊天室只要提供滿足訪客雙方直接實(shí)時(shí)聊天即可。 除此之外，本系統(tǒng)還講實(shí)現(xiàn)群聊功能：默認(rèn) 為廣播地址， 用 UDP 技術(shù) 通過廣播的方式把消息傳 遞給局域網(wǎng)內(nèi)每個(gè)用戶的手中。 。 工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 14 以 上就是服務(wù)器 模塊 最主要的兩個(gè)任務(wù) 。 模塊監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)上的客戶端模 塊是否有與本機(jī)進(jìn)行通信的需求。 所以，我的 程序 大致 可分為服務(wù)器模塊和 客戶端 模塊來 進(jìn)行 分析。 這并不同于傳統(tǒng)的一服務(wù)器多客戶端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 而是多服務(wù)器多客戶端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，服務(wù)器與客戶端一一綁定，數(shù)量相等。 本人 原來 學(xué)習(xí)過 JAVA 語言， 對 P2P 技術(shù)以及 網(wǎng)絡(luò)編程也較有興趣，為了更好的考驗(yàn)自己對 JAVA 語言的掌握程度， 以及能更深入的理解 P2P 技術(shù)的內(nèi)涵， 本人就決定以《基于 JAVA 局域網(wǎng) 聊天 程序 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 》為畢業(yè)設(shè)計(jì)， 希望通過這一次的能進(jìn)一步提高本人的網(wǎng)絡(luò) 編程的能力。因此開發(fā)網(wǎng)絡(luò)聊天是相當(dāng)有必要，而且在網(wǎng)站內(nèi)增加聊天功能，它不僅可以提高網(wǎng)站的訪問量，同時(shí)可以留著訪客，更重要的是讓訪客透過聊天室實(shí)時(shí)的互相交流。若所有的搜索節(jié)點(diǎn)都被訪問過，就意味著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)都被搜索到了，其速度要比純 P2P模式快得多。當(dāng)用戶發(fā)出搜索請求后，如果和用戶節(jié)點(diǎn)直接相連的搜索節(jié)點(diǎn)查詢結(jié)果達(dá)到 100 個(gè)就停止 。這種模式的關(guān)鍵之二是引入搜索 節(jié)點(diǎn)，搜索節(jié)點(diǎn)管理著所屬用戶的文件列表。 在第三代 P2P的軟件體系結(jié)構(gòu)中，采用了混合式 P2P。 ? 索引節(jié)點(diǎn) :連接速度快、內(nèi)存充足的節(jié)點(diǎn)可以作為索引節(jié)點(diǎn)。 這些節(jié)點(diǎn)共分為 3種 : ? 用戶節(jié)點(diǎn) :普通節(jié)點(diǎn)，它不具有任何特殊的功能?；旌鲜?P2P結(jié)合了集中式和分布式 P2P的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)思想和處理能力上都得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。 這種無中心、純分布式 系統(tǒng)的特點(diǎn)是 :它不再是簡單的點(diǎn)到點(diǎn)通信，而是更高效、更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信。 ? 純分布式的 P2P 模式很難被企業(yè)所利用，因?yàn)樗鄙賹W(wǎng)絡(luò)上的用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)以及對他們提供的資源的一個(gè)總體把握。 分布式對等網(wǎng)絡(luò)模型也存在很多弊端，主要表現(xiàn)在以下方面 : ? 搜索請求要經(jīng)過整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或者至少是一個(gè)很大的范圍才 能得到結(jié)果，因此，這種模式占用很多帶寬，而且需要花費(fèi)很長時(shí)間才能有返回結(jié)果。一旦定位了響應(yīng)查詢文件的對等機(jī)之后，就與響應(yīng)對等機(jī)建立 TCP 連接，通過 HTTP 協(xié)議從響應(yīng)對等機(jī)中下載自己查詢的文件。 以 Gnutella 網(wǎng)絡(luò)為例，一臺新對等機(jī)首先通過訪問某特殊站點(diǎn)提供的 主機(jī) 緩存服務(wù) 機(jī)制來得到一臺活動(dòng)對 等機(jī)地址，通過與它建立一個(gè)連接將自己接入 Gnutella 網(wǎng)絡(luò) 。 (2)分布式對等網(wǎng)絡(luò) 在分布式 P2P中，對等機(jī)通過與相鄰對等機(jī)之間的連接遍歷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系。 集中式 P2P可提供中心服務(wù)器目錄檢索、管理服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)到點(diǎn)通信，具有高效的檢索和低效的交換服務(wù)的特點(diǎn)。 ? 中央服務(wù)器的存在引起共享資源在版權(quán)問題上的糾紛，這也是直接導(dǎo)致 Napster 破產(chǎn)的原因 。集中式 P2P 模式則是所有網(wǎng)上提供的資料都存放在提供該資料的客戶機(jī)上，服務(wù)器上只保留索引 信息，此外服務(wù)器與對等實(shí)體以及對等實(shí)體之間都具有交互能力。每一個(gè)對等工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 10 實(shí)體要對它所需共享的信息以及進(jìn)行的通信負(fù)責(zé) 。 對等網(wǎng)絡(luò)的主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PZP 模式的變化經(jīng)歷了集中式、分布式和混合式 3個(gè)階段。 簡單地說， P2P 技術(shù)是一種用于不同 PC 用戶之間、不經(jīng)過中繼設(shè)備直接交 換數(shù)據(jù)或服務(wù)的技術(shù) 。系統(tǒng)中成員同時(shí)扮演服務(wù)器與客戶端的角色 。 對等網(wǎng)絡(luò)的概念 目前，業(yè)界對 P2P 的定義還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的說法， Intel 將 P2P技術(shù)定義為“通過系統(tǒng)間的直接交換達(dá)成計(jì)算機(jī)資源與信息的共享”。這些產(chǎn)品提供了所謂的“ killer apps”功能，能夠?qū)?P2P 技術(shù)中的一部分下放到客戶端 手中。 除了技術(shù)方面之外的社會因素也是一個(gè)重要原因。 對功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的需求以及昂貴的帶寬開銷，是對這種趨勢影響最大的兩個(gè)因素。 P2P 計(jì)算正是 這種分散工作趨勢的必然 結(jié)果。事實(shí) 上 可以認(rèn)為它是若干不同技術(shù) 的產(chǎn)物。 關(guān)閉：通信結(jié)束時(shí)，再將所建的虛擬連接拆除。 Socket 程序的工作過程： 建立 Socket 連接：在通信開始之前由通信雙方確認(rèn)身份，建立一條專用的虛擬連接通道。 具體的說：一個(gè)服務(wù)器 應(yīng)用程序一般偵聽一個(gè)特定的端口等待客戶端的連接請求，當(dāng)一個(gè)連接請求到達(dá)時(shí)，客戶端和服武器端建立一個(gè)通信連接，在連接過程中，客戶端被分配一個(gè)本地端口與一個(gè) Socket 建立連接，客戶端通過寫 Socket 來通知服務(wù)器，以工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 8 讀 Socket 中的信息，類似的服務(wù)器也獲得一個(gè)本地端口，它需要一個(gè)新的端口號來偵聽原始端口上的其他連接請求。 Socket 的簡介 Socket,簡稱套接字，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上客戶和服務(wù)器之間的連接。端口實(shí)際是一個(gè) 16 位長的 地址，他的范圍是 0～ 65535 之間， 其中 0～ 1023 是熟知端口，主要是給提供服務(wù)的應(yīng)用程序使用，這些端口是所有應(yīng)用進(jìn)程都只道的， 1024～ 65535 為一般端口，也稱動(dòng)態(tài)端口、連接端口，用來隨時(shí)分配要求通信的 客戶端應(yīng)用程序。 TCP 調(diào)用 IP 接口，向 TCP 提供所有 TCP 需要的服務(wù)。 (2)TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程： 應(yīng)用 程序?yàn)榱藗鬏敂?shù)據(jù)會調(diào)用 TCP,將數(shù)據(jù)和對應(yīng)的參數(shù)傳給 TCP,將 TCP 數(shù)據(jù)包封裝在 IP 包內(nèi)，通過網(wǎng)絡(luò)送給目的 TCP。 統(tǒng)一分配網(wǎng)絡(luò)地址，使得每個(gè) TCP/IP 設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中都具有唯一的 IP 地址。第三，定義了互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸數(shù)據(jù)的基本單元，提供了供路由選擇的信息，沒有差錯(cuò)校驗(yàn)和處理的機(jī)制。 IP 協(xié)議的作用：第一，它是網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，提供互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一格式。 IP/TCP 協(xié)議常識 (1)IP/TCP 協(xié)議的特點(diǎn)： TCP/IP（ Transmission Control Protocol/Inter Protocol）是傳輸控制協(xié)議 /網(wǎng)際協(xié)議的縮寫 , TCP/IP 是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的核心協(xié)議。 JavaBeans 組件可以用來執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，或負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫的交互以及數(shù)據(jù)提取等。 JSP 對于在 Web 應(yīng)用中集成 JavaBeans 組件提供了完善的支持。 JavaBeans 技術(shù) JavaBeans 就是 Java 的可重用組件技術(shù)。 JAVA 語言在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用 Java 程序可以獲取網(wǎng)絡(luò)上結(jié)點(diǎn)的圖象、聲音 、 HTML 文檔及文本等資源，并可以對獲得的資源進(jìn)行處理。 Inter 的 TCP/IP 協(xié)議 ,提供了與 Inter 的接口。 I/O,包括文件系統(tǒng)、 網(wǎng)絡(luò)、輸入 Socket 編程。 、多線程處理、例外處理、數(shù)學(xué)函數(shù)處理等 ,可以用它簡單地實(shí)現(xiàn) Java 程序的運(yùn)行平臺。并且 Java 通過接口來支持多重繼承，使之比嚴(yán)格的類繼承具有更靈活的方式和擴(kuò)展性。 Java 的設(shè)計(jì)使它適合于一個(gè)不斷發(fā)展的環(huán)境。 多線程機(jī)制使應(yīng)用程序能夠并行執(zhí)行，而且同步機(jī)制保證了對共享數(shù)據(jù)的正確操作。字節(jié)碼本身攜帶了許多編譯時(shí)信息，工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 5 使得連接過程更加簡單。另外， Java編譯器是由 Java 語言 實(shí)現(xiàn)的， Java 運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn) C 實(shí)現(xiàn)，這使得 Java 系統(tǒng)本身也具有可移植性。這些指令對應(yīng)于 Java 虛擬機(jī)中的表示， Java 解釋器得到字節(jié)碼后，對它進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之能夠在不同的平臺運(yùn)行。 Java 不支持指針， 一切對內(nèi)存的訪問都必須通過對象的實(shí)例變量來實(shí)現(xiàn)，這樣就防止程序員使用 “特洛伊”木馬等欺騙手段訪問對象的私有成員，同時(shí)也避免了指針操作中容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤。通過它提供的類庫可以處理 TCP/IP 協(xié)議，用戶可以通過URL 地址在網(wǎng)絡(luò)上很方便地訪問其它對象。 Java 語言的設(shè)計(jì)集中于對象及其接口，它提供了簡單的 類機(jī)制以及動(dòng)態(tài)的接口模型 ，實(shí)現(xiàn)了模塊化和信息隱藏；而類則提供了一類對象的原型，并且通過繼承機(jī)制，子類可以使用父類所提供的方法，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用。 Java 語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言 ,它通過提供最基本的方法來完成 指定的任務(wù) 。 信息的價(jià)值在于使用和共享， Inter 和 Web 是信息的使用和共享最快捷、最便宜的方式， Word 將演化成為 Web 寫作工具， Excel 則將演化成 Web 電子表格。 Java 會加速應(yīng)用軟 件的小型化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。在單機(jī)時(shí) 代，程序進(jìn)程之間靠共享存儲進(jìn)行變量交換；在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，運(yùn)行在不同 主機(jī)上的程序按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn) 行二進(jìn)制字符流交換，語義由交換 雙方維護(hù)；在 Java 時(shí)代，運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上的程序進(jìn)程交換的是小應(yīng)用程序 。 Java 應(yīng)用程序運(yùn)行在不同的機(jī)器、不同 的操作系統(tǒng)之上，甚至于電冰箱、烤面包箱、 防盜電子設(shè)備之中，用 Inter 把所有的電子設(shè)備連接起來，通過 TCP/IP 進(jìn)行信息的交流 。用戶不管使用何種類型的機(jī)器和操作系統(tǒng)，界面是統(tǒng)一的 Web 瀏覽器，而工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 3 數(shù)據(jù)庫、 Web 頁面、應(yīng)用程序 則存在 WEB 服務(wù)器上。 Intra 正在成為企業(yè)信息系統(tǒng)最佳的解決方案。如： Borland 公司的基于Java 的快速應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境 Latte； Metrowerks 公司和 Natural Intelligence 公司分別開發(fā)的基于 Machintosh的 Java開發(fā)工具； Sun公司的 Java開發(fā)環(huán)境 JavaWorkshop；Microsoft也開發(fā)出系列 Java產(chǎn)品。Microsoft 還在其 Web 瀏覽器 版中增加了對 Java 的支持。于是 Gosling 決定用 Java 開發(fā)一個(gè)新的 Web 瀏覽器。 到了 1994 年， inter 已如火如荼地發(fā)展起來。通常情況下，這樣的項(xiàng)目在 Sun 公司要 75 個(gè)人干三年。經(jīng)過 17 個(gè)月的奮戰(zhàn)，整個(gè)系統(tǒng)勝利完成。 Patrick Naughton 也是 Sun 公司的技術(shù)骨干，曾經(jīng)是 OpenWindows 項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。 Gosling 在設(shè)計(jì)中采用了虛機(jī)器碼 方式，即 Java 語言編譯后產(chǎn)生 虛擬機(jī)，虛擬機(jī)運(yùn)行在一個(gè)解釋器上，每一個(gè)操作系統(tǒng)均有一個(gè)解釋器。 Gosling 在開始寫 Java 時(shí)，并不局限于擴(kuò)充語言機(jī)制 本身，更注重于 語言所運(yùn)行的工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 頁 2 軟硬件環(huán)境。該小組的領(lǐng)導(dǎo)人是 James Gosling,是一位非常杰出的程序員 。 Java 正在逐步成為 Inter 應(yīng)用中最 主要 的開發(fā)語言，它徹底改變了軟件 開發(fā)模式，帶來了自 PC 機(jī)以來又一次革命，為飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)世界增添了新的動(dòng)力 。它可在各式各樣不同機(jī)器、不同操作平臺的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開發(fā)軟件。本文所介紹的網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)是基于JAVA 編程語言開發(fā)設(shè)計(jì)的，其主要特性是能動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的完成消息 的傳遞，且具有高效的交互性， 能更有效的處理客戶請求 ，其運(yùn)行 時(shí)所需環(huán)境及工作流程和各模塊的工作原理將在本文依次介紹，并且文中提供了全部 程序源代碼。人們的工作和生活也越來越離不開網(wǎng)絡(luò)，而即時(shí)聊天 是人們最常見 、最直