【正文】 工學(xué) 學(xué)士 指導(dǎo)教師姓名（職稱）： ???（ 副教授 ） 論文提交日期： 2021 年 05 月 24 日 網(wǎng)絡(luò) 聊天與五子棋的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn) 摘 要 20 世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為廣大網(wǎng)絡(luò)用戶提 供了更加周到和人性化的服務(wù)。個(gè)性化已逐漸成為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的潮流 。 首先 ，此 系統(tǒng)包括聊天和游戲兩個(gè)模塊，聊天模塊 具有 用戶注冊(cè) 、 加載 好友、 添加和刪除好友 、 發(fā)送消息 、 接收消息 、 多人聊天等功能。其次 ， 此系統(tǒng)利用 java 語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)的。 最后， 此系統(tǒng) 服務(wù)端 通過(guò)定期的將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中的方式解決數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)訪問(wèn)的瓶頸問(wèn)題。 Algorithm of partitioning chessboard。Gobang。為了讓處于不同地方的人能通過(guò)計(jì)算 機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和休閑愉悅，人們開發(fā)出基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)游戲和聊天工具 。許多軟件開發(fā)公司，他們需要一個(gè)自己公司內(nèi)部獨(dú)立的通信工具進(jìn)行通信和交流經(jīng)驗(yàn)。隨著分布式系統(tǒng) 領(lǐng)域的熱化，分布式處理 技術(shù)也成為處理異步 程序的主要技術(shù)。計(jì)算 機(jī)硬件的降低，使得計(jì)算機(jī)進(jìn)入所有家庭。網(wǎng)絡(luò)游戲使得人們能感受到現(xiàn)實(shí)社會(huì)中感受不到的異度 空間 。雖然功能很強(qiáng)大，但是不適合作為企業(yè)內(nèi)部交流信息的通信工具，而且成為網(wǎng)絡(luò)病毒傳播的 一種工具 。許多大型的網(wǎng)絡(luò)游戲并不適合所有的計(jì)算機(jī)用戶，并且大型的網(wǎng)絡(luò)游戲需要安裝。網(wǎng)絡(luò)中的五子棋游戲需要雙人對(duì)弈，對(duì)于那些單 用戶或者練習(xí)技術(shù)的人來(lái)說(shuō)需要找到一個(gè)人來(lái)和他對(duì)弈。所以通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)開發(fā)一個(gè)實(shí)時(shí)通信和網(wǎng)絡(luò)五子棋游戲結(jié)合 一體的程序 。 設(shè)計(jì)方法 根據(jù)通信原理結(jié)合 JAVA 的相關(guān)技術(shù)編寫 java 版本的 網(wǎng)絡(luò)聊天 程序。聊天程序采用 C/S 模式，游戲程序采用 C/S 和B/S 模式。游戲帳戶 注冊(cè) 的 網(wǎng)頁(yè) 頁(yè)面采用 ASP 語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。 服務(wù)器 端程序采用 Singleton 模式 并基于時(shí)間的回調(diào) 定期的刷新數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中 ，通過(guò)此方式解決數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)訪問(wèn)的瓶頸問(wèn)題并加速業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。 游戲采用棋盤分割的算法進(jìn)行輸贏判斷。主要包括如下： (1)程序的構(gòu)架設(shè)計(jì)； (2)服務(wù)端程序的設(shè)計(jì)； (3)客戶端的程序設(shè)計(jì)； (4)客戶端和服務(wù)端的通信機(jī)制； (5)程序中的多線程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)； (6)數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)訪問(wèn)瓶頸的解決方案； (7)提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能的解決方案； (8)用戶注冊(cè)功能的實(shí)現(xiàn)方式； (9)用戶下載好友信息的實(shí)現(xiàn)方式 ； (10)用戶刪除好友，添加好友，轉(zhuǎn)變好友類型的實(shí)現(xiàn)方式 ； (11)多人并發(fā)聊天的實(shí)現(xiàn)邏輯 ； (12)音樂(lè)播放器的實(shí)現(xiàn)說(shuō)明 ； (13)處理多用戶聊天 消息 的 邏輯 ； (14)用戶 下載游戲數(shù)據(jù)的邏輯； (15)游戲規(guī)則維護(hù)的邏輯； (16)游戲 積分處理邏輯 ； (17)處理多用戶同時(shí)游戲的邏輯 (18)人機(jī)對(duì)弈的算法 ； (19)輸贏判斷的算法 ； 2 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng) 應(yīng)該具有如下功能： (1)注冊(cè) 帳戶 用戶進(jìn)入 游戲前，界面中提供注冊(cè)的標(biāo)志。 (2)用戶登 錄 用戶通過(guò)帳戶 登錄 后 方可進(jìn)入游戲 。系統(tǒng)根據(jù)用戶的勝負(fù)狀態(tài)給用戶加載相應(yīng)的分值，且此分值是累積的。 (4)用戶 可以自主選擇桌面 在游戲中 用戶可以自主地選擇進(jìn)入某個(gè)桌面，而不是固定進(jìn)入一個(gè)桌面。游戲 能容納一定數(shù)量 人同時(shí)游戲。 (5)用戶 可以自主選擇對(duì)弈者 系統(tǒng) 給用 戶一定的 自由度能讓用戶自主的選擇對(duì)弈方，并可在未開始對(duì)弈的時(shí)候隨意變換座位。在此種情況下只有對(duì)弈方同意離開方可退出游戲進(jìn)入游戲主界面。 (6)對(duì)弈中可以進(jìn)行聊天 對(duì)弈 雙方可以在對(duì)弈的同時(shí)進(jìn)行聊天。且消息的發(fā)送和接收同步運(yùn)行 。 (7)自動(dòng)判斷輸贏 程序能 自動(dòng)判斷對(duì)弈雙方的輸贏并結(jié)束此次游戲 ，計(jì)算出對(duì)弈雙方的游戲得分，并把詳細(xì)信息顯示給用戶，最后 更新到數(shù)據(jù)庫(kù)中 。 只有在對(duì)方同意退出 請(qǐng)求時(shí)雙方才可以退出游戲。 (9)游戲中 具 有 悔棋功能 游戲 提供悔棋申請(qǐng)的功能，只有在對(duì)弈方同意對(duì)方悔棋的時(shí)候，方可悔棋。 (11)悔棋采用扣分機(jī)制 悔棋申請(qǐng)需要有一定的代價(jià)，要扣除積分的。積分 分等級(jí)，獲勝有固定的分值，和棋沒有分值但在有悔棋時(shí)同時(shí)統(tǒng)計(jì)。 (12)提供人機(jī)對(duì)弈的功能，并提供人機(jī)對(duì)弈和人人對(duì)弈 轉(zhuǎn)換 的功能 。 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) (14)用戶具有修改密碼和找回密碼的功能 修改密碼和查找密碼都需要在密碼提示問(wèn)題正確的情況下方可查詢 。 (17)具有播放音樂(lè)的功能。 A2： 用戶登錄聊天程 序。 A4： 用戶查找密碼 。 A7： 用戶開始聊天 。 A8： 用戶打開音樂(lè)播放器播放音樂(lè) 。 后置條件：用戶注冊(cè)成功或者注冊(cè)失敗并顯示注冊(cè)失敗的原因 。 A2 用戶選擇了注冊(cè) 。 A4 點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕 。 異常路徑： B1 如果 A3中 用戶輸入了不合法的消息，則顯示相應(yīng)的提示 消息 。 B3 如果 A4 中 用戶 沒有輸入完整的注冊(cè)信息。并定位到?jīng)]有輸入的地方 。 活動(dòng)圖： 圖 4 注冊(cè)用戶 活動(dòng) 圖 A2:(基本 ) 前置條件：用戶打開了聊天的應(yīng)用程序，并輸入了合法的用戶帳戶。 主要流程： A1: 打開應(yīng)用程序 。 A3: 登錄 A4: 進(jìn)入聊天 。 B2: 如果 A3 服務(wù)器繁忙的時(shí)候或者網(wǎng)絡(luò)帶寬受限時(shí)應(yīng) 該 顯示 用戶正在進(jìn) 登錄 中的 提示 消息 。 B3: 如果 A4 中服務(wù)端異常，則顯示相應(yīng)的 提示 信息。 后置條件：登 錄 成功或者顯示登陸失敗的原因 。 A2: 輸入用戶密碼 。 A4: 登陸 。 B2: 輸入了空密碼則自動(dòng)清空并作相應(yīng)的提示。 活 程圖： 圖 6 游戲登陸活動(dòng) 圖 第 8 頁(yè) 共 38 頁(yè) A4: (基本 ) 前置條件：輸入要查詢的帳戶名，和有效的密碼提示問(wèn)題 以及新密碼 。 主要流程： A1: 輸入用戶的帳戶名 。 A3: 輸入密碼提示問(wèn)題的答案 。 異常路徑： B1: 在 A1 中 輸入錯(cuò)誤的帳戶名或者 在 A2 中輸入 錯(cuò)誤的密碼提示問(wèn)題或者 在 A3 中輸入錯(cuò)誤的 密碼提示答案則顯示不能修改密碼的出錯(cuò)消息。 后置條件：用戶退 出游戲客戶端與服務(wù)器斷開連接 。 A2: 判斷用戶是否具有正常 退 出的條件 。 異常路徑： B1: 本來(lái)就與服務(wù)器失去 了連接。 擴(kuò)展用例描述 A6：（擴(kuò)展） 前置條件：登 錄 了聊天應(yīng)用程序或者已經(jīng)進(jìn)入了游戲客戶端 。 主要流程： A1: 用戶選擇登 錄 按鈕 。 A3: 進(jìn)入游戲中 。 B2:如果在 A2中 輸入不是有效的帳戶，顯示相應(yīng)的信息。 第 9 頁(yè) 共 38 頁(yè) 后置條件 ：進(jìn)入聊天中 。 A2: 進(jìn)入好友聊天界面中 。 異常路徑： B1: 如果在 A1 中 服務(wù)端與客戶端斷開連接 ，或者服務(wù)器異常等。 B2: 如果在 A2中 選擇 的 好友不在線提示出錯(cuò)信息。 A8：（后續(xù)） 前置條件： 聊天程序啟動(dòng) 。 主要流程： A1: 用戶選擇音樂(lè)播放器按鈕 。 A3: 選擇音樂(lè) A4: 播放音樂(lè) (3) 選擇播放音樂(lè)進(jìn)行播放 。 B2: 如果在 A3中 不存在歌曲，顯示相應(yīng)的提示信息。 3 系統(tǒng) 分析 報(bào)告 系統(tǒng) 類 圖 系統(tǒng)中基本分為三層結(jié)構(gòu)。 所有的客戶端程序均不具有 操作 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層 的功能 。 根據(jù)各層的功能邏輯抽象出以下幾個(gè)類： 第 10 頁(yè) 共 38 頁(yè) 類 圖 7 用戶界面包類圖 務(wù) 處理 類 圖 8 用戶業(yè)務(wù)包類圖 類 圖 9 數(shù)據(jù)訪問(wèn)包類圖 類 圖 10 權(quán)限管理包類圖 第 11 頁(yè) 共 38 頁(yè) 類 圖 11 異常處理包類圖 類 的職責(zé)說(shuō)明 1用戶界面 類 的說(shuō)明 (1) 與用戶交互， 接受用戶的各種輸入并輸出 各種提示信息和處理結(jié)果 ，進(jìn)行 界面數(shù)據(jù)的重新組織 。 (3) 向業(yè)務(wù)層發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求 。 2 數(shù)據(jù)訪問(wèn) 類 職責(zé)說(shuō)明 (1) 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢和持久化操作 。 3 業(yè)務(wù)處代理類 職責(zé)說(shuō)明 (1) 實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)處理邏輯和算法 。 (3) 向數(shù)據(jù)訪問(wèn)層 請(qǐng)求數(shù)據(jù)或向數(shù)據(jù)訪問(wèn)層發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行永久性存儲(chǔ) 。 (5) 對(duì) 游戲規(guī)則的維護(hù) ，游戲?qū)?zhàn)的棋步的 記錄 ， 對(duì) 游戲 通信數(shù)據(jù)的封裝與拆分，對(duì)游戲 界面的數(shù)據(jù)更新，和游戲中聊天數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)業(yè)務(wù) 層中的數(shù)據(jù)更新和邏輯上的整理。 4 異常處理類職責(zé)說(shuō)明 處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種異常 5 權(quán)限管理類職責(zé)說(shuō)明 驗(yàn)證請(qǐng)求者的請(qǐng)求權(quán)限 第 12 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 12 類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 圖 13 用例動(dòng)態(tài)分析圖 第 13 頁(yè) 共 38 頁(yè) 流程說(shuō)明 (1) 用戶界面對(duì)象接收到用戶的輸入請(qǐng)求后 ，向業(yè)務(wù)代理類發(fā)送處理請(qǐng)求。 (3) 權(quán)限管理類對(duì)象驗(yàn)證權(quán)限后，將驗(yàn)證結(jié)果返回各業(yè)務(wù)代理類對(duì)象。 (5) 業(yè)務(wù)對(duì)象進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。期間的任何異常都交給異常處理類對(duì)象處理。 (6) 業(yè)務(wù)代理對(duì)象收到 信息后作進(jìn)一步加工，最后返回給用具界面對(duì)象 (7) 用戶界面對(duì)象根據(jù)收到的信息重新組織數(shù)據(jù)并更新相應(yīng)的界面。是用戶權(quán)限驗(yàn)證后直接打交道的類。 是 業(yè)務(wù)中最接近用戶的包裝類。 第 18 頁(yè) 共 38 頁(yè) 2 AccountGameInfo 和 ChariButton﹑ Achievement 說(shuō)明 AccountGameInfo 和 ChariButton 都是業(yè)務(wù)中和頁(yè)面構(gòu)造中不可少的元素類。 ChariButon 是界面構(gòu)造中不可缺少 的元素類它負(fù)責(zé)構(gòu)造每個(gè)臺(tái)面上的椅子。 3 PlayPane 說(shuō)明 此類是業(yè)務(wù)請(qǐng)求類（ ChessPane， MsgPane， ControlPane， VSinfo）的包裝類。 最后向業(yè)務(wù)類發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求。他的職責(zé)負(fù)責(zé)所有與數(shù)據(jù)庫(kù)操作的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。數(shù)據(jù)層只與server 端通信。 5 GameWin 說(shuō)明 GameWin 是直接與用 戶界面 打 交道的一個(gè)包裝類。以 loginPane 為元素進(jìn)行構(gòu)造。 通過(guò)此類可以實(shí)現(xiàn)多用戶多選擇的游戲規(guī)則。 MsgPane 類主要負(fù)責(zé)聊天信息的顯示及向業(yè)務(wù)處理類中發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求， ControlPane 類主要負(fù)責(zé)控制游戲的各種狀態(tài)機(jī)。 7 RefrushThread 說(shuō)明 此類主要負(fù)責(zé)用戶界面的刷新。 8 TableStatus 說(shuō)明 此類是游戲模塊服務(wù)端中用來(lái)記錄每個(gè)做面信息的類。 1 ChatMainFrame 說(shuō)明 第 19 頁(yè) 共 38 頁(yè) ChatMainFrame 相當(dāng)于系統(tǒng) 分析中的 界面 類。他是 ChatMainPane 的包裝類。ChatMainFrame 才會(huì)把 ChatMainPane 包含進(jìn)來(lái)。他負(fù)責(zé)一切業(yè)務(wù)的邏輯處理，主要是與 server 端進(jìn)行通信及 處理 server 端發(fā)來(lái)的信息 ， 并拆分信息，分析數(shù)據(jù) ，最后將結(jié)果 返回給業(yè)務(wù)代理類中 ， 最終業(yè)務(wù)代理類把結(jié)果 呈現(xiàn)給客戶。并把用戶請(qǐng)求的業(yè)務(wù)結(jié)果顯示給 用戶。只有在用戶的某個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)生后。 4 ChatWin 說(shuō)明 此類負(fù)責(zé)維護(hù)用戶聊天界面， 并提供一切與聊天有關(guān)業(yè)務(wù)功能 。存儲(chǔ)用戶的詳細(xì)信息。他是直接與用戶打交道的類，負(fù)責(zé)維護(hù)播放器的界面，并將用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)送到播放器的業(yè)務(wù)處理類中 (Wa veGraphPane﹑ PlayMusic)。 7 SongTablePane 說(shuō)明 此類負(fù)責(zé)維護(hù)用戶的音樂(lè)文件列表。提供用戶操作音樂(lè)文件的業(yè)務(wù)功能。如果有客戶端連接服務(wù)端。 9 ChildThread 說(shuō)明 此類是負(fù)責(zé)處理，特定客戶端的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。服務(wù)端處理每個(gè)用戶的邏輯也都是有各個(gè)用 戶的線程負(fù)責(zé)處理。用他來(lái)處理多用戶并發(fā)聊天，每個(gè)登錄的用戶信息都會(huì)被服務(wù)端記錄 (包括輸出流 )。 第 20 頁(yè) 共 38 頁(yè) 主要 活動(dòng) 圖： 游戲客戶端與服務(wù)端 活動(dòng) 圖： 圖 22 游戲客戶端與服務(wù)端 活動(dòng) 圖 流程說(shuō)明： 1 游戲服務(wù)端啟動(dòng) 。如果 要 對(duì)弈則必須需要兩個(gè)以上的客戶端啟動(dòng)。 4 服 務(wù)端收到客戶端的數(shù)據(jù)包后進(jìn)行分析，如果是驗(yàn)證請(qǐng)求信息，則進(jìn)行驗(yàn)證。如果不是合法帳戶，則向客戶端發(fā)送驗(yàn)證失敗的消息到客戶端。 如果是登錄成功的消息，則進(jìn)入游戲大廳。 6 用戶成功登錄后進(jìn)入游戲大廳，選擇游戲場(chǎng)地，客戶端程序驗(yàn)證用戶選擇的場(chǎng)地是否可用，如果可用則做下。當(dāng)用戶坐