網(wǎng)絡(luò)聊天工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文設(shè)計(jì).doc

綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告網(wǎng)絡(luò)聊天工具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名： 琚佳鴻 江河 陳友財(cái) 徐捷 陳竹凌指導(dǎo)教師： 李杰 所 在 系： 電 子 信 息 系 所學(xué)專(zhuān)業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí)： 08級(jí)(2)班 2010年12月 1 1目 錄摘 要1第1章 前 言21.1 系統(tǒng)前景21.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介21.3 系統(tǒng)主要功能2第2章 需求分析32.1 功能需求32.2應(yīng)用平臺(tái)需求32.3 其他需求3第3章 概要設(shè)計(jì)43.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)43.2 網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)43.2.1 用戶(hù)上下線信息顯示模塊43.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊43.2.3 用戶(hù)注冊(cè)模塊53.2.4 修改密碼模塊53.2.5 用戶(hù)登錄模塊53.2.6 群聊模塊53.2.7 私聊模塊5第4章 詳細(xì)設(shè)計(jì)64.1 服務(wù)器64.2 客戶(hù)端74.2.1客戶(hù)端整體設(shè)計(jì)74.2.2登錄模塊設(shè)計(jì)84.2.3修改模塊設(shè)計(jì)84.2.4注冊(cè)模塊設(shè)計(jì)104.2.5消息格式化模塊114.2.6 群聊模塊114.2.7 私聊模塊12第5章 系統(tǒng)測(cè)試155.1 程序主界面155.2 服務(wù)器155.3 用戶(hù)注冊(cè)155.4 用戶(hù)修改165.5 群聊對(duì)話175.6私聊對(duì)話18第六章 小結(jié)20 參考文獻(xiàn)21 1摘 要本應(yīng)用軟件運(yùn)用java語(yǔ)言編寫(xiě)，針對(duì)用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)聊天工具的需求設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)基本的在線聊天功能。其主要功能如下：1）用戶(hù)注冊(cè)、登錄及用戶(hù)密碼修改；2）在線用戶(hù)群聊；3）在線用戶(hù)與某一用戶(hù)私聊。本系統(tǒng)基于TCP傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)，運(yùn)用Swing組件構(gòu)建界面，利用JAVA面向?qū)ο蟮乃枷腴_(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)過(guò)程中利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程的基本理論知識(shí)。通過(guò)Socket實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與服務(wù)器的連接，利用對(duì)象輸入、輸出流對(duì)信息進(jìn)行讀取與轉(zhuǎn)發(fā)，采用多線程的方式實(shí)現(xiàn)多客戶(hù)端聊天。關(guān)鍵字：Swing 多線程 TCP Socket第1章 前 言1.1 系統(tǒng)前景隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日新月異，人們的交流方式越來(lái)越多，傳統(tǒng)的交流方式，如：信件、電報(bào)、電話等已經(jīng)難以滿(mǎn)足人們的交流要求，在互聯(lián)網(wǎng)上即時(shí)的和好友取得聯(lián)系已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)人們主流的聯(lián)系方式。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行即時(shí)通訊等交流方式已經(jīng)成為必然的潮流，因此出現(xiàn)了QQ等聊天工具。然而等聊天工具雖然方便、實(shí)用，但是，娛樂(lè)功能太多，占據(jù)內(nèi)存空間過(guò)大，從一定程度上來(lái)說(shuō)，演變成了一種娛樂(lè)工具，不能作為即時(shí)通訊的專(zhuān)用工具。而我們的設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)聊天工具是專(zhuān)用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間即時(shí)通訊的，消耗內(nèi)存小，界面友好、簡(jiǎn)潔。本系統(tǒng)使用當(dāng)前流行的JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)，采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)，基于TCP傳輸控制協(xié)議。切實(shí)考慮大眾用戶(hù)的需求，為方便用戶(hù)之間的溝通，可為大家提供了一個(gè)很好的交流渠道和聊天環(huán)境。1.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介Java語(yǔ)言自1995年誕生以來(lái)在短短的幾年時(shí)間內(nèi)以迅猛的速度席卷全球，已形成一種專(zhuān)門(mén)的技術(shù)。它是一種簡(jiǎn)單的、面向?qū)ο蟮摹⒎植际降?、?qiáng)壯的、安全的、體系結(jié)構(gòu)中立的、可移植的，高性能的、多線程的和動(dòng)態(tài)的語(yǔ)言。1.3 系統(tǒng)主要功能本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)注冊(cè)，登陸及密碼的修改本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)在線群聊本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線用戶(hù)私聊 23第2章 需求分析2.1 功能需求 （1）用戶(hù)可以注冊(cè)新用戶(hù) （2）用戶(hù)可以用注冊(cè)成功的用戶(hù)名和密碼登陸系統(tǒng)（3）用戶(hù)注冊(cè)的帳號(hào)密碼可以自動(dòng)保存 （4）用戶(hù)可以修改自己的密碼 （5）多個(gè)用戶(hù)之間可以進(jìn)行群聊（6）用戶(hù)可以查看到所有在線好友 （7）用戶(hù)可以點(diǎn)擊好友昵稱(chēng)進(jìn)行一對(duì)一私聊（8）用戶(hù)可以清空聊天窗口中的消息 2.2應(yīng)用平臺(tái)需求 操作系統(tǒng)：windows xp 2.3 其他需求 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)潔，界面美觀、友好，操作方便。運(yùn)行速度快，消耗內(nèi)存空間較小，跨平臺(tái)性較強(qiáng)。22第3章 概要設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3.1 網(wǎng)絡(luò)聊天工具系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聊天工具服務(wù)器客戶(hù)端用戶(hù)注冊(cè)模塊用戶(hù)登錄模塊修改密碼模塊轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊上下線用戶(hù)顯示模塊群聊模塊私聊模塊3.2 網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)3.2.1 用戶(hù)上下線信息顯示模塊 服務(wù)器開(kāi)啟6666端口用于監(jiān)聽(tīng)，有用戶(hù)請(qǐng)求連接時(shí)，通過(guò)套接字獲取客戶(hù)端ip地址，從而顯示在線用戶(hù)信息；當(dāng)用戶(hù)下線時(shí)，連接異常拋出，處理異常，顯示下線信息。3.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊 服務(wù)器定義map數(shù)組用于存儲(chǔ)要求請(qǐng)求連接用戶(hù)的端口號(hào)以及該端口客戶(hù)發(fā)送的信息，該數(shù)組服務(wù)器、客戶(hù)端共享，客戶(hù)端讀取該信息，從而實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)。3.2.3 用戶(hù)注冊(cè)模塊通過(guò)jdbc將Java與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，用戶(hù)輸入用戶(hù)名、密碼，若通過(guò)合法性檢測(cè)，則將該用戶(hù)注冊(cè)的信息寫(xiě)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。3.2.4 修改密碼模塊 用戶(hù)輸入用戶(hù)名、舊密碼、新密碼，若通過(guò)合法性檢測(cè)，則把修改后的信息重新寫(xiě)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。3.2.5 用戶(hù)登錄模塊 用戶(hù)輸入用戶(hù)名、密碼以及服務(wù)器ip地址，如果通過(guò)合法性檢測(cè)則進(jìn)入聊天主界面。3.2.6 群聊模塊 客戶(hù)端點(diǎn)擊“發(fā)送信息”按鈕，該客戶(hù)端的ip地址、端口號(hào)以及信息內(nèi)容一起打包寫(xiě)入服務(wù)器map數(shù)組，客戶(hù)端通過(guò)線程可以讀取該數(shù)組中的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)群聊。3.2.7 私聊模塊 客戶(hù)端用戶(hù)點(diǎn)擊“開(kāi)始私聊”按鈕，輸入對(duì)方的昵稱(chēng)以及ip地址，從而該用戶(hù)開(kāi)啟端口用于監(jiān)聽(tīng)，同時(shí)定義輸入、輸出流文件，客戶(hù)端延遲片刻，然后與該端口取得連接。當(dāng)任意一方點(diǎn)擊“發(fā)送信息”按鈕時(shí)，和群聊同一機(jī)理，通過(guò)讀取共享文件內(nèi)容實(shí)現(xiàn)私聊。第4章 詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1 服務(wù)器開(kāi) 始創(chuàng)建套接字Socket套接字綁定到本地端口上套接字監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端請(qǐng)求是否有連接請(qǐng)求返回套接字進(jìn)行通信保存套接字中的內(nèi)容IP連接是否正常啟動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)消息的線程讀取套接字中的內(nèi)容保存所有在線用戶(hù)名將在線用戶(hù)名單與“聊天啟動(dòng)”標(biāo)志寫(xiě)入輸出流將消息轉(zhuǎn)發(fā)給所有在線用戶(hù)聊天是否啟動(dòng)結(jié)束是否是顯示用戶(hù)下線信息否是信息寫(xiě)入輸出流否圖4.1 服務(wù)器流程圖說(shuō)明：（1）服務(wù)器界面僅顯示用戶(hù)上線與下線的信息。（2）程序運(yùn)行過(guò)程中，服務(wù)器首先創(chuàng)建套接字Socket和ServerSocket，開(kāi)設(shè)本地端口。ServerSocket用于監(jiān)聽(tīng)用戶(hù)連接請(qǐng)求，當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)后,服務(wù)器接受連接請(qǐng)求,返回一個(gè)新的對(duì)應(yīng)于此次連接的套接字，該套接字用于和客戶(hù)端進(jìn)行通信，而原來(lái)的套接字則返回等待另一客戶(hù)請(qǐng)求。（3）服務(wù)器不可用于聊天，只用于將客戶(hù)端群聊時(shí)發(fā)送的信息轉(zhuǎn)發(fā)給每一個(gè)在線用戶(hù)。4.2 客戶(hù)端4.2.1客戶(hù)端整體設(shè)計(jì)否開(kāi) 始登 錄注 冊(cè)修 改輸入各項(xiàng)信息驗(yàn)證是否合法開(kāi)始群聊點(diǎn)擊好友昵稱(chēng)輸入好友IP進(jìn)入私聊輸入各項(xiàng)信息是否合法信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中修改成功輸入各項(xiàng)信息的是否合法信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)成功結(jié)束否否是是是圖4.2 客戶(hù)端整體流程圖說(shuō)明：（1）運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先建立數(shù)據(jù)源，再建立用戶(hù)名數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存放用戶(hù)信息。 （2）客戶(hù)端界面啟動(dòng)后，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。4.2.2登錄模塊設(shè)計(jì)開(kāi) 始顯示客戶(hù)端主界面連接數(shù)據(jù)庫(kù)輸入用戶(hù)名、密碼、服務(wù)器IP點(diǎn)擊確定用戶(hù)名是否為空密碼是否為空IP是否為空用戶(hù)名密碼是否正確調(diào)用群聊函數(shù)顯示群聊界面結(jié) 束是否是否否否是是圖4.3 登錄模塊流程圖說(shuō)明：進(jìn)入客戶(hù)端主界面后，填寫(xiě)用戶(hù)名、密碼、IP，進(jìn)行合法性驗(yàn)證，若通過(guò)驗(yàn)證，即可進(jìn)入群聊界面進(jìn)行群聊。同時(shí)，右側(cè)在線好友列表顯示當(dāng)前在線好友昵稱(chēng)，服務(wù)器界面顯示當(dāng)前IP地址的用戶(hù)在線。4.2.3修改模塊設(shè)計(jì)開(kāi)始輸入用戶(hù)名、舊密碼、新密碼、確認(rèn)新密碼點(diǎn)擊確定連接數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)名、舊密碼、新密碼、確認(rèn)新密碼是否為空用戶(hù)名、密碼長(zhǎng)度是否超過(guò)十位新密碼與確認(rèn)密碼是否一致用戶(hù)名密碼是否正確修改成功結(jié)束否否是是是是否否4.4 修改模塊流程圖說(shuō)明：用戶(hù)進(jìn)入客戶(hù)端主界面后，點(diǎn)擊修改即可修改密碼。正確輸入各項(xiàng)信息，即可成功修改密碼。點(diǎn)擊取消，回到客戶(hù)端主界面。4.2.4注冊(cè)模塊設(shè)計(jì)圖4.5 注冊(cè)模塊流程圖開(kāi) 始輸入用戶(hù)名、密碼用戶(hù)名、密碼是否為空用戶(hù)名密碼長(zhǎng)度是否超過(guò)十位用戶(hù)名密碼是否只含數(shù)字和字母連接數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)名是否已存在注冊(cè)成功結(jié)束否是是否是否是否說(shuō)明：用戶(hù)進(jìn)入客戶(hù)端主界面后，選擇注冊(cè)按鈕，若用戶(hù)名、密碼長(zhǎng)度不超過(guò)10位，并且全為數(shù)字和字母組成則連接數(shù)據(jù)庫(kù)，檢查該用戶(hù)是否已經(jīng)存在，若不存在，則注冊(cè)成功信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。點(diǎn)擊返回按鈕，返回客戶(hù)端主界面。4.2.5消息格式化模塊轉(zhuǎn)發(fā)的消息用戶(hù)名標(biāo)志消息格式化類(lèi)將信息整合成固定格式傳送“用戶(hù)名“+在+”時(shí)間“+說(shuō)+”轉(zhuǎn)發(fā)的消息“結(jié) 束開(kāi)始對(duì)應(yīng)參數(shù)傳入消息格式化類(lèi)圖4.6 消息格式化流程圖說(shuō)明：消息在整個(gè)傳遞過(guò)程中都遵循特定的格式，對(duì)象輸入輸出流中的信息的傳輸格式由消息格式化類(lèi)決定，同時(shí)消息格式化類(lèi)將消息整合，固定成特定的格式顯示到用戶(hù)的聊天窗口中。4.2.6 群聊模塊開(kāi)始創(chuàng)建套接字寫(xiě)入服務(wù)器端口號(hào)與IP向服務(wù)器發(fā)起連接套接字中內(nèi)容流入對(duì)象輸出流啟動(dòng)客戶(hù)端線程讀取套接字中的內(nèi)容檢查標(biāo)志聊天已啟動(dòng)發(fā)送信息啟動(dòng)在線用戶(hù)列表添加該用戶(hù)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的信息顯示到各用戶(hù)聊天窗口結(jié) 束圖4.7 群聊模塊流程圖說(shuō)明：群聊時(shí)，客戶(hù)端點(diǎn)擊主界面發(fā)送消息按鈕，信息寫(xiě)入對(duì)象輸出流，經(jīng)過(guò)套接字傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器將消息格式化后轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)在線用戶(hù)。4.2.7 私聊模塊(1)私聊模塊中的客戶(hù)端模塊提示服務(wù)器尚未啟動(dòng)或中斷開(kāi)始點(diǎn)擊好友列表中好友昵稱(chēng)輸入好友IP地址好友名、私聊發(fā)起人用戶(hù)名與“私聊啟動(dòng)”寫(xiě)入消息格式化類(lèi)格式化消息寫(xiě)入對(duì)象輸出流群聊窗口消失標(biāo)記為客戶(hù)端等待好友“服務(wù)器”先啟動(dòng)好友服務(wù)器是否啟動(dòng)調(diào)用私聊線程發(fā)送的消息寫(xiě)入流中創(chuàng)建套接字套接字中寫(xiě)入好友IP地址與端口號(hào)，連接服務(wù)器套接字中內(nèi)容寫(xiě)入流中開(kāi)私聊服務(wù)器線程讀套接字中內(nèi)容消息是否為空傳送消息結(jié)束否否是是 圖4.8 私聊客戶(hù)端流程圖說(shuō)明：私聊時(shí)，發(fā)起方作為客戶(hù)端，好友作為服務(wù)器，發(fā)起方等待服務(wù)器先啟動(dòng)，服務(wù)器啟動(dòng)后，發(fā)起方開(kāi)始連接，連接成功后開(kāi)始傳送消息。（2）私聊模塊中服務(wù)器端模塊開(kāi)始客戶(hù)端線程啟動(dòng)格式中標(biāo)記“私聊”并且昵稱(chēng)與接收方相同的用戶(hù)啟動(dòng)群聊界面消失標(biāo)記為服務(wù)器啟動(dòng)私聊線程發(fā)送信息寫(xiě)入流中創(chuàng)建套接字啟用本地端口監(jiān)聽(tīng)是否有客戶(hù)端連接讀套接字中內(nèi)容格式化類(lèi)將消息格式化發(fā)送消息結(jié) 束否是圖4.9 私聊服務(wù)器模塊流程圖說(shuō)明：私聊時(shí)，接受方作為服務(wù)器，開(kāi)啟本地端口用于監(jiān)聽(tīng)連接，當(dāng)有連接時(shí)，進(jìn)行私聊，讀取消息并發(fā)送。第5章 系統(tǒng)測(cè)試、安裝與使用說(shuō)明在該系統(tǒng)中，群聊、私聊的功能基本實(shí)現(xiàn)，并且運(yùn)行正常。用戶(hù)可選擇安裝客戶(hù)端軟件或者服務(wù)器軟件，安裝客戶(hù)端軟件的用戶(hù)需預(yù)先建立數(shù)據(jù)源MyQQ，連接到安裝包下的數(shù)據(jù)庫(kù)QQUser。正確操作后即可使用。5.1 程序主界面運(yùn)行程序后，彈出QQ登陸界面，等待用戶(hù)操作。如圖 5.1所示圖5.1 QQ登陸界面5.2 服務(wù)器連接客戶(hù)端，傳輸客戶(hù)端之間的對(duì)話信息和顯示用戶(hù)上下線情況。如圖 5.2所示圖5.2 服務(wù)器上下線情況統(tǒng)計(jì)界面5.3 用戶(hù)注冊(cè)在QQ登陸界面，點(diǎn)擊“注冊(cè)”，彈出注冊(cè)頁(yè)面，按要求輸入帳戶(hù)和密碼。如圖 5.3所示圖 5.3 注冊(cè)賬戶(hù)和密碼界面例如，在QQ賬戶(hù)欄輸入“123”，QQ密碼欄輸入“123”，再點(diǎn)擊“完成”，顯示“注冊(cè)成功！”，再點(diǎn)擊“確定”，則可以返回QQ登陸界面進(jìn)行登錄操作。如圖 5.4所示圖 5.4注冊(cè)成功后界面5.4 用戶(hù)修改在QQ登陸界面，點(diǎn)擊“修改”，則會(huì)跳轉(zhuǎn)到用戶(hù)修改界面。如圖 5.5所示圖5.5 修改用戶(hù)密碼界面例如，在用戶(hù)名欄輸入123.舊密碼欄輸入123，新密碼和確認(rèn)新密碼欄都輸入456，再點(diǎn)擊“確定”，彈出相應(yīng)的信息框提示。點(diǎn)擊“確定”，則可以進(jìn)行QQ登陸操作。如圖 5.6所示圖5.6 修改成功后界面5.5 群聊對(duì)話在QQ登陸界面輸入正確的帳戶(hù)，密碼和服務(wù)器IP地址。例如在QQ賬戶(hù)欄分別輸入123、，aaa,QQ密碼欄輸入456、bbb;服務(wù)器IP地址欄均輸入“127.0.0.1”，再點(diǎn)擊“登陸”，則會(huì)彈出相應(yīng)的信息框提示。如圖 5.7所示圖5.7 驗(yàn)證成功界面分別點(diǎn)擊“確定”，則彈出兩個(gè)對(duì)話框，即進(jìn)入群聊狀態(tài)，等待用戶(hù)輸入對(duì)話文字。如圖 5.8所示圖5.8 群聊對(duì)話框在任意一方文本框內(nèi)輸入文字，例如，在文本框內(nèi)輸入“你好呀！我是新來(lái)的”，再點(diǎn)擊“發(fā)送信息”，則兩個(gè)客戶(hù)的粉紅色信息顯示框中均會(huì)顯示信息內(nèi)容。如圖5.9所示圖5.9 發(fā)送消息5.6私聊對(duì)話點(diǎn)擊右上方私聊對(duì)象，彈出提示框，如圖 5.10所示圖 5.10輸入好友昵稱(chēng)和好友IP地址例如，在好友IP地址欄輸入“127.0.0.1”，再點(diǎn)擊“確定”，則會(huì)彈出私聊對(duì)話框。如圖 5.11所示圖 5.11私聊對(duì)話界面任意一方發(fā)出信息，對(duì)方皆可以正常接收，從而實(shí)現(xiàn)私聊，如圖5.12所示圖5.12 私聊的實(shí)現(xiàn)界面第六章 小結(jié)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決方案：（1）最初的程序當(dāng)中，我們沒(méi)有考慮到用戶(hù)使用的方便性，IP地址的更改都是在代碼當(dāng)中實(shí)現(xiàn)的，在老師的提示下，我們認(rèn)識(shí)到了這種方式是不可行的。后來(lái)，在登錄界面中增加了IP地址輸入框，使用戶(hù)使用更方便，系統(tǒng)更加合理。（2）在發(fā)起私聊時(shí)，最初的程序要求用戶(hù)在群聊消息輸入框中輸入好友的昵稱(chēng)，再點(diǎn)擊私聊按鈕，才可以發(fā)起私聊，在老師的提示下，我們認(rèn)識(shí)到了這種操作方式的不方便性。于是將好友列表顯示框由JtextArea改成了Jlist