1、聊天系统报告书 课程设计 Java网络编程 课程设计报告书 设计题目： mini聊天室 院 系： 信息工程学院 班 级： 软件0902 组 别： 第十三组 学 号: 姓 名: 张路路 起止日期: 2012年5月29日-2012年6月11日 指导教师: 黄素萍 目 录 一、研究意义 11.1课程设计意义及背景 11.2 研究内容 1二、概要及结构设计 32.1 功能模块图 32.2功能模块设计 42.3 技术设计 4三、详细设计 53.1 服务器端监听功能的实现 53.2服务器启动服务功能的业务逻辑 73.3服务器收发功能的业务逻辑 73.4服务器消息显示的业务逻辑 9四、测试过程与运行结果 1
2、0五、参考文献 13一、研究意义 1.1课程设计意义及背景在网络越来越发达的今天，人们对网络的依赖越来越多，各种网络应用层出不穷，网络编程越来越受大广大程序员的重视。Java语言创建之初的目的之一就是为了能够很好地进行网络通信。简单的说，网络编程就是与其他计算机进行信息交换。网络编程的目的就是指直接或间接地通过网络协议与其他计算机进行通讯。网络编程中有两个主要的问题，一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。而TCP层则提供面向
3、应用的可靠的或非可靠的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也能及时得到服务。网络聊天是网络编程的典型应用之一，编写网络聊天软件对于学习网络编程无疑有着很大的帮助。本小组通过对小型mini聊天室程序的设计，运用了套接字，数据报通信，URL与URLConnection的相关知识。通过
4、代码实现，将理论知识与具体实现相结合，巩固Java相关方法与概念，提高了分析问题，解决问题的能力。1.2 研究内容1本次课程设计用java语言的AWT和Swing设计用户界面，java语言的网络编程和多线程设计实现后台。顺利完成了一个实现了多用户群聊的基于TCP协议的即时通讯系统。2. 基于TCP协议的即时通讯系统所表示的就是一个通过java网络编程和多线程实现的C/S架构的简单的群聊系统，其包括：打开服务器界面，设置相应的合法端口，根据合法端口启动服务器，根据合法的用户名密码和端口号进行用户登陆，服务器和聊天室的在线用户列表显示，客户端之间的群聊等操作。本课程设计工作进度计划如表1-1所示。
5、表 1-1 工作进度表时间进度2012.05.29至2012.05.30 课程设计任务书、基本框架的搭建2012.06.30至2012.06.02 基本基本功能的实现2012.06.02至2012.06.05 基本功能的实现以及组建调试2012.06.05至2012.06.06 测试修改系统并完成课程设计报告书2012.06.06至2012.06.11 答辩本课程设计的分工：张路路在这次课程设计中主要负责服务器端功能的监听，以及服务器端对消息的接收转发与显示；习乐负责的是客户端的一些功能，完成的功能是为定义客户端的界面，还有实现客户端退出帮助功能的实现；魏娜在这次课程设计中主要负责实现客户端消
6、息收发与显示以及服务器端界面的设计；张茹负责登录验证和用户链表的实现。二、概要及结构设计2.1 功能模块图1) 服务器端的主要功能如下。a) 在特定端口上进行侦听，等待客户端连接。b) 用户可以配置服务端的侦听端口，默认端口为8888。c) 向已经连接到服务器端的用户发送系统消息。d) 统计在线人数e) 当停止服务时，断开所有的用户连接。2) 客户端的主要功能如下。a) 连接到已经开启聊天服务的服务端。b) 用户可以配置要连接服务器的IP地址与端口号。c) 用户可以配置连接后显示的用户名。d) 当服务器开启的话，用户可以随时登录与注销。e) 用户可以向所有人或者某一个人发送消息。本次课程设计，
7、用到了套接字、数据报通信、URL与URLConnection的相关技术，实现了一个可以进行简单通信的小型聊天室系统的开发。图2.1 服务器端功能模块图图2.2客户端功能模块图2系统的功能结构图基于TCP协议的即时通讯系统包含五大功能模块，分别是服务器端口设置，服务器启动，服务器在线用户列表显示，客户端登陆，客户端群聊，客户端在线用户列表显示。系统功能结构图如图2.8所示。图2.3 系统结构图2.2功能模块设计本人在这次课程设计中主要负责服务器端功能的监听，以及服务器端对消息的接收转发与显示。2.3 技术设计服务器和客户端登陆以及客户端群聊界面利用java语言的AWT和Swing实现，群聊功能利
8、用java语言网络编程的多线程和网络编程的知识实现。 三、详细设计本系统中我们利用Java实现基于C/S模式的聊天室系统，分为服务器端和客户端两部分，运用Socket套接字实现客户方和服务方的链接，服务器端通过端口设置在特定端口上进行监听，等待客户端的连接，一旦客户端连接成功，则可以向连接成功的用户发送系统消息，可以接收所有客户端发送的消息并显示；客户端则与服务器端规定的端口进行连接，连接成功后可以登录，登录成功后便可以和所选的对象聊天，可以发送信息，也可以接收聊天对象所发送过来的信息，并显示信息内容。图 3.1 聊天室数据流图3.1 服务器端监听功能的实现服务器端监听功能实现的流程如下：首先
9、，利用ChatServer.java添加时间事件侦听与事件处理，来启动和停止服务，通过调用ServerListen.java类实现对于服务器端界面用户上线与下线功能的监听，该类对用户上线下线的侦听是通过调用用户链表类(UserLinkList)来实现的，当用户上线或下线情况发生变化时，该类会对主类的界面进行相应的修改。 对于服务器端界面用户上线与下线功能的监听通过serverListen.java来实现，首先服务器端处在监听的状态，同时创建输入输出流，得到客户端的登录信息，将上线下线的具体信息显示在服务器界面上。服务器端监听用户上线下线功能的流程图如下所示：图3.2 服务器端监听功能流程图3.
10、2服务器启动服务功能的业务逻辑在chatServer.java的事件处理中调用startService()方法，首先创建一个新的serverSocket对象，在启动服务的同时通过用户链表启动监听线程，实现实现上线下线用户的侦听，其业务流程图如下所示：建立socket()数据报套接字图3.3 启动服务功能流程图3.3服务器收发功能的业务逻辑我们所设计的是基于群聊形式的聊天系统，相互之间的通信会在各个客户端都有显示，服务器端通过调用ServerReceive类来实现服务器端的消息收发，第一，需要使用ServerSocket类，ServerSocket是服务器端的运行基础，它允许程序绑定一个端口等待
11、客户的连接，一旦产生客户请求，它将接受这一请求，同时产生一个完整的Socket对象。服务器绑定的端口号必须公开，以便让客户端程序知道如何连接这个服务器。同时，作为服务器，它必须能够接收多个客户的请求，此时需要为服务器设置一个请求队列，如果服务器不能马上响应客户的请求，要将这个请求放进请求队列中，等服务器将当前的请求处理完，会自动到请求队列中按照先后顺序取出请求进行处理。由于存在单个服务器程序与多个用户通信的可能，所以服务器响应客户程序不应该花很长时间，因此可以在服务器主机运行一个后台线程，来加快服务器对客户端程序连接请求的响应，这个后台线程处理服务器程序和客户程序的通信；第二，通过数据报通信协
12、议UDP实现服务器端消息的接受和转发，要接收一个数据报，首先要创建一个在本地主机上的特定端口上侦听的DatagramSocket，DatagramSocket通过receive(DatagramPacket p)方法来接收数据包；要发送一个数据报，首先首先要创建一个DatagramPacket，指定要发送的数据、数据的长度、数据要发送至哪个主机和要发送主机的哪个端口，服务器端会将该消息获取到并将该消息的内容加以封装然后转发给当前在线的所有的在线用户，然后再用DatagramSocket的send()方法来发送数据包。 图3.4 聊天室服务器端收发信息数据流图3.4服务器消息显示的业务逻辑 服务
13、器端的消息显示是这样实现的，首先在主框架类中定义一个JtextArea类型的messagShow对象，当服务器端接收和转发消息时，利用append（msg）将信息添加到textarea中。如图3.5所示。 图3.5 信息显示流程图四、测试过程与运行结果对于本小型聊天系统主要运用运用黑盒测试的方法，对我所负责的服务器端功能的监听，以及服务器端对消息的接收转发与显示进行测试。测试过程：启动服务器，端口号设置成1111，运行客户端登录窗口，输入用户名张路路，服务器，端口号，点击登录，输入用户名魏娜，服务器，端口号，点击登录，张路路的客户端消息发送框中输入发送的消息，点击发送，魏娜的客户端消息发送框中
14、输入发送的消息，点击发送。编号用例名称输入数据操作预期结果1启动服务器正确的端口号：1111输入端口号，点击启动成功启动服务器错误的端口号：空提示错误信息“错误的端口号，端口号不能为空”错误的端口号：-1或者65536弹出错误信息“侦听端口必须在0-65535之间的整数！”错误的端口号：ass弹出错误信息“错误的端口号，端口号请填写整数”2停止服务器点击停止服务所有客户端显示“服务器已经以关闭！”测试结果：1. 对服务器端的主要功能的测试：1.1 对端口设置功能进行测试，点击“端口设置”，在弹出的对话框中输入索要设置的端口号，一般为四位数字，系统默认端口号为8888，此处用1111进行测试，然
15、后点击“保存”，再点击“启动服务”，则可以起启动1111端口，如图所示：图4.1 端口设置和启动服务1.2 对服务器端监听用户上线下线功能和收发信息功能的测试，在客户端登录多个用户，比如“魏娜”、“张路路”，连接后登录，登录成功后则可以在服务器端看到相应用户上线的信息，此时便可以进行服务器和客户端信息的收发，若在服务器端发送信息，在客户端和服务器上显示的是系统信息，同时可以接收并显示不同客户端聊天的信息，如图所示：图4.2 服务器端的收发和监听功能测试2 对客户端的主要功能的测试：2.1 对客户端登录验证功能的测试，打开一个客户端，点击“用户设置”，输入一个用户名，单击保存，如图示;图4.3
16、用户设置2.2 对多个客户聊天进行测试，打开并登录多个用户，它们之间可以进行相互聊天，如图示：图4.4 聊天通信五、参考文献 1雷坡.Java程序设计M北京：机械工业出版社，2008：7882.2任鑫.基于Java网络编程应用J微型计算机应用，2010，（3）：47.3李芝兴，杨瑞龙.Java程序设计之网络编程M北京：清华大学出版 社， 2009.8.4孙燕.Java2入门与实践教程M.北京：中国铁道出版社，2003.5叶核亚，陈立.Java2程序设计实用教程M北京：电子工业出版社，20036王克宏.Java技术教程（基础篇）M北京：清华大学出版社，2010.成绩评定项 目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总 评 成 绩指导教师评语： 张路路同学在课程设计期间学习态度端正，出勤率高；对于出现的问题能够认真查找资料，对于系统开发过程中的问题能够及时解决；课程设计报告书书写规范，图表设计规整；系统运行正常、功能完善，实现了基于UDP协议的登录、群聊等功能；答辩过程中思路清晰流畅、回答问题准确合理。总的来说，张路路同学很好地完成了本次课程设计，达到了预期的效果。 指导教师签名： 年 月 日院（系）审核意见： 主任签字： 年 月 日
