简易聊天应用程序的设计与实现.docx
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简易聊天应用程序的设计与实现.docx
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简易聊天应用程序的设计与实现
项目名称
简易聊天应用程序的设计与实现
项目功能
网络聊天室通常直称聊天室,是一种人们可以在线交谈
的网络论坛,在同一聊天室的人们通过广播消息进行实时交
谈。
运用 java 程序编写聊天室,实现简单的聊天功能。
它是
图形界面,线程,流与文件系统等技术的综合应用。
程序实
现了聊天室的基本功能,其中有:
1.启动服务器。
2.启动登陆界面。
3.进入客户端界面。
4.发送信息。
5.离开客户端界面。
6.关闭服务器。
姓名
性别
年级
院、系、专业
学号
备注
计算机科学与技术
计算机科学与技术
计算机科学与技术
计算机科学与技术
指导教师
姓名
研究
方向
软件设计
职称
团队
联系
方式
联系人
姓名
联系电话
邮件
地址
邮编
团队成员
Java 网络程序设计大作业分组报名表
一、团队介绍及人员分工..........................................................................................................1
1.1 团队介绍 ......................................................................................................................1
1.2 人员分工 ......................................................................................................................1
二、作品概述..............................................................................................................................1
2.1 创作背景 ......................................................................................................................1
2.2 功能概要 ......................................................................................................................1
2.3 相关技术 .......................................................................................................................2
2.4 作品可行性分析 ..........................................................................................................3
三、需求分析..............................................................................................................................3
3.1 功能性需求 ..................................................................................................................3
3.2 非功能性需求 ..............................................................................................................6
四、作品实现..............................................................................................................................6
4.1 服务端界面实现 ...........................................................................................................6
4.2 客户端界面实现 ...........................................................................................................8
4.3 登录实现 .......................................................................................................................9
4.4 聊天功能实现 ............................................................................................................11
4.5 退出功能实现 ............................................................................................................12
五、作品设计、实现难点分析 ................................................................................................14
5.1 难点分析 ....................................................................................................................14
5.2 解决方案 ....................................................................................................................14
5.3 测试结果 ....................................................................................................................15
计算机科学与技术专业大作业报告
一、团队介绍及人员分工
1.1 团队介绍
吴益帆:
有良好的统筹能力和领导力,能合理安排各组员工作。
张咪:
踏实耐心,有良好的创新能力和策划能力。
沈丹丹:
勤奋刻苦、有钻研精神,对待编程工作热情细心,孜孜不倦。
吴晓晓:
对待工作细致专注,设计能力较强。
团队成员之间有较好的默契度及协作性。
分工明确,各司其职,在共同的努
力及相互的配合下,共同解决程序中出现的困难并尽可能的优化程序,最终完成
整个项目。
1.2 人员分工
吴益帆:
负责程序最后的整理,完成部分功能及错误的处理。
张咪:
负责程序的编码部分及项目具体功能的实现。
沈丹丹:
负责程序的界面部分,为改程序搜索解决的方案。
吴晓晓:
负责程序的策划部分,项目的可行性分析及文档的编写工作。
二、作品概述
2.1 创作背景
网络聊天室通常直称聊天室,是一种人们可以在线交谈的网络论坛,在同一
聊天室的人们通过广播消息进行实时交谈。
在当今信息时代,越来越多的聊天工具被应用,java 语言是当今流行的网络
编程语言,它具有面向对象,与平台无关,安全,多线程等特点。
使用 java 语
言不仅可以实现大型企业级的分布式应用系统,还能够为小型的的,嵌入式设备
进行应用程序的开发。
面向对象的开发是当今世界最流行的开发方法,它不仅具
有更贴近自然地语义,而且有利于软件的维护和继承,锻炼我们熟练地应用面向
对象的思想和设计方法解决实际问题的能力。
2.2 功能概要
运用 java 程序编写聊天室,实现简单的聊天功能。
它是图形界面,线程,流
与文件系统等技术的综合应用。
其界面主要采用了 java.awt 包,java.swing 包等。
0
计算机科学与技术专业大作业报告
程序实现了聊天室的基本功能,其中有:
(1) 服务器端功能描述:
启动服务器端:
点击“开启”按钮,启动服务;
端口服务:
输入服务器的某个端口号,开启服务器的这个端口;
显示在线用户信息:
在右边的用户列表显示所有在线的用户信息;
显示用户聊天信息:
在左边的聊天信息区域内显示所有用户所发的信息;
服务端关闭:
点击“关闭’按钮,关闭服务。
(2) 客户端功能描述:
启动客户端:
运行客户端程序,启动客户端;
选择服务器端口号:
输入想要连接的服务器的端口号;
用户登录:
填入用户名,点击“登录”按钮,连接相应服务器;
显示在线用户:
在右边的用户列表中可以看到当前在线的用户;
发送/接受聊天消息:
在下面的文本输入区域输入要发送的内容,点击发送可以在
左边的聊天信息区域内显示自己以及其他用户所发的信息;
用户离线:
点击“离线”按钮,与服务器断开连接;
客户端关闭:
关闭客户端图形用户界面,关闭客户端。
2.3 相关技术
(1) Java 概述
JAVA 语言有下面一些特点:
简单、面向对象、分布式、解释执行、鲁棒、
安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程以及动态性。
丰富的类库 JAVA 提供了大量的类以满足网络化、多线程、面向对象系统的
需要。
语言包提供的支持包括字符串处理、多线程处理、数学函数处理等,可以
用它简单地实现 JAVA 程序的运行平台。
实用程序包提供的支持包括哈希表、堆
栈、可变数组、时间和日期等。
输入输出包用统一的"流"模型来实现所有格式的
I/O,包括文件系统、网络、输入低级网络包用于实现 Socket 编程。
抽象图形用
户接口包实现了不同平台的计算机的图形用户接口部件,包括窗口、菜单、滚动
条、对话框等,使得 JAVA 可以移植到不同平台的机器。
网络包支持 Internet 的
TCP/IP 协议,提供了与 Internet 的接口。
它支持 URL 连接,WWW 的即时访问,并且
简化了用户/服务器模型的程序设计。
(2) 套接字
Socket,简称套接字,用于实现网络上客户和服务器之间的连接。
也就是说
1
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网络上两个或两个以上双工方式通信的进程之间总有一个连接,这个连接的端点
成为套接字,套接字是在比较低的层次上通信的。
具体的说:
一个服务器应用程序一般侦听一个特定的端口等待客户端的连接
请求,当一个连接请求到达时,客户端和服武器端建立一个通信连接,在连接过
程中,客户端被分配一个本地端口与一个 Socket 建立连接,客户端通过写
Socket 来通知服务器,以读 Socket 中的信息,类似的服务器也获得一个本地端
口,它需要一个新的端口号来侦听原始端口上的其他连接请求。
服务器也通过它
的本地端口连接一个 Socket,通过读写和客户端通信。
Socket 程序的工作过程:
1.建立 Socket 连接:
在通信开始之前由通信双方确认身份,建立一条专用
的虚拟连接道。
2.数据通信:
利用虚拟连接通道传送数据信息进行通信。
3.关闭:
通信结束时,再将所建的虚拟连接拆除。
2.4 作品可行性分析
由于本软件知识一个聊天程序,程序只提供用户之间的聊天功能,故对网络
传输数据要求不是很高,只要正常的传输速度就可以了。
三、需求分析
3.1 功能性需求
本聊天室分为聊天室服务端和聊天室客户端,服务端与客户端之间通过套接
字 Socket(TCP)连接。
在 java 中使用套接字相当简单,JavaAPI 为处理套接口
的通信提供了一个类 .Socket.,使得编写网络应用程序相对容易.服务
器采用多线程以满足多用户的请求,并通过创建一个 ServerSocket 对象来监听
来自客户的连接请求,默认 IP 地址为:
localhost 默认端口为 8888。
(1)聊天室服务端模块,包括端口服务、启动服务、关闭服务、显示在线用
户、显示用户聊天信息,如图 3.1 所示;
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计算机科学与技术专业大作业报告
图 3.1 聊天室服务端模块图
端口服务:
输入要侦听的端口,默认为 8888;
启动服务:
启动服务器,并开始在设置的端口中侦听,客户端用户可以
登录并开始聊天;
关闭服务:
关闭服务器,侦听结束。
客户端用户不能再聊天;
显示在线用户:
服务器列表显示在线用户数和所有在线用户名称;
显示用户聊天信息:
在文本区中显示所有用户聊天信息和登录、退出信
息。
(2)聊天室客户端模块,包括用户登录、用户离线、连接设置、发送和接收
聊天信息、显示在线用户、退出,如图 3.2 所示:
图 3.2 聊天室客户端模块图
3
计算机科学与技术专业大作业报告
用户登录:
只能在聊天室服务端已开启的情况下,用户点击“按钮”才能登
录,用户登录之后才能开始聊天,登录后不能再修改用户设置和连接设置;
用户离线:
用户点击“离线”按钮,退出聊天,与服务器断开连接;
连接设置:
用户可以设置自己连接的服务器的 IP 地址和端口号,默认的连
接地址为:
localhost:
8888;
发送和接收聊天信息:
用户可以给所有人发送信息,并能看到其他用户发送
给所有人的消息;
显示在线用户:
服务器列表显示在线用户数和所有在线用户名称;
退出:
关闭所有聊天并退出客户端。
(3)程序流程:
首先启动服务器,用户打开客户端,输入服务器端口号,再
输入用户名就可以登录,登录以后会显示当前在线的用户信息,用户可以看到其
他用户所发的信息,自己也可以发送信息。
用户点击离线就会与服务器断开连接,
最后关闭服务器,如图 3.3 所示:
入入入入
入入入入入
入入入
入入入入
入入入入
入入
入入入入入
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计算机科学与技术专业大作业报告
图 3.3 程序流程图
3.2 非功能性需求
(1) 安全需求
本程序能防卫禁止未登录用户进行通信,防止数据丢失,需要输入用户名、
端口号连接相应的服务器才允许用户间的通信。
(2) 性能需求
本程序使用的对象是所有运行该程序的用户,用户在连接服务器可以进行客
户端之间的通信。
(3) 易用性需求
本程序的使用对象计算机水平一般,有一定的易用性上的要求,程序应当存
在着一些友好性的提示,提高程序的友好度。
(4) 可维护性需求
本程序能够及时发现并纠正系统故障,对系统数据进行备份,有系统还原功
能。
(5) 健壮性需求
本程序在遭遇非法输入数据,能够排除该数据并继续运行;对于系统异常有
完备的预警预防处理机制。
四、作品实现
4.1 服务端界面实现
在服务端启动后,要显示“简易聊天室服务器”的图形用户界面,如图6.1
所示:
图 6.1 服务端图形用户界面
“简易聊天室服务器”的图形用户界面实现的主要代码如下:
private Label svrIP = new Label("服务器IP:
");
private TextField showSvrIP = new TextField();
private Label svrPort = new Label("服务器端口:
");
private TextField getSvrPort = new TextField("8888");
private Button enter = new Button("启动");
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private TextArea output = new TextArea();
private Label user = new Label("当前在线用户(0)");
private List list = new List();
private void setup() {
Panel top = new Panel();
top.setLayout(new FlowLayout());
top.add(svrIP);
svrIP.setBackground(bg);
top.add(showSvrIP);
showSvrIP.setBackground(bg);
top.add(svrPort);
svrPort.setBackground(bg);
top.add(getSvrPort);
getSvrPort.setBackground(bg);
top.add(enter);
enter.setBackground(bg);
Panel east = new Panel();
east.setLayout(new BorderLayout());
east.add("North", user);
user.setBackground(bg);
east.add("Center", list);
list.setBackground(bg);
setLayout(new BorderLayout());
add("North", top);
top.setBackground(bg);
add("East", east);
east.setBackground(bg);
add("Center", output);
output.setBackground(bg);
setBackground(bg);
}
点击“启动”按钮,开启默认的服务器8888端口,如图6.2所示:
图 6.2 服务端端口开启
8888 端口开启实现代码如下:
try {
server = new ServerSocket(Integer.parseInt(getSvrPort
.getText()));
rightNow = Calendar.getInstance().getTime()
.toLocaleString();
output.append(rightNow + "\n开启服务器.\n\n");
enter.setLabel("关闭");
ht = new Hashtable();
ht_s = new Hashtable();
st = new ServerThread();
serving = true;
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} catch (IOException ioe) {
output.append("Error:
" + ioe + "\n\n");
}
4.2 客户端界面实现
在客户端启动后,显示“简易聊天室客户端”的图形用户界面,如图6.3所
示:
图 6.3 客户端图形用户界面
“简易聊天室客户端”的图形用户界面实现的主要代码如下:
private Button B_login = new Button("登陆");
private Button B_logout = new Button("离线");
private Button B_send = new Button("发送");
private Label userName = new Label("您的用户名:
");
private TextField getUserName = new TextField(); // 获取用户名
private Label svrIP = new Label("当前服务器IP:
");
private TextField getSvrIP = new TextField(); // 获取服务器 IP 地址
private Label svrPort = new Label("当前服务器端口:
");
private TextField getSvrPort = new TextField(); // 获取服务器端口
private TextArea input = new TextArea(); // 输入文本框
private TextArea output = new TextArea(); // 输出文本框
private Label user = new Label("当前在线用户(0)");
private List list = new List();
private void setup() {
Panel top1 = new Panel();
top1.setLayout(new BorderLayout());
top1.add("West", userName);
userName.setBackground(bg);
top1.add("Center", getUserName);
getUserName.setBackground(bg);
Panel top2 = new Panel();
top2.setLayout(new BorderLayout());
top2.add("West", svrIP);
svrIP.setBackground(bg);
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top2.add("Center", getSvrIP);
getSvrIP.setBackground(bg);
Panel top3 = new Panel();
top3.setLayout(new BorderLayout());
top3.add("West", svrPort);
svrPort.setBackground(bg);
top3.add("Center", getSvrPort);
getSvrPort.setBackground(bg);
Panel top4 = new Panel();
top4.setLayout(new BorderLayout());
top4.add("North", top1);
top4.add("Center", top2);
top4.add("East", top3);
Panel east = new Panel();
east.setLayout(new BorderLayout());
east.add("North", user);
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- 简易 聊天 应用程序 设计 实现