网络工程毕业设计论文 基于java的仿qq聊天程序的设计与实现.docx
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网络工程毕业设计论文基于java的仿qq聊天程序的设计与实现
存档编号_______
基于Java的仿QQ聊天系统的设计与实现
内容摘要：
计算机网络的迅速发展，对人类社会诸多领域产生了巨大的影响。
尤其是，随着信息时代的来临，人们之间愈来愈趋向于通过网络来交流和传递信息。
而聊天系统正是当前人们使用最多的中介。
在这个平台上，许多认识或不认识的人们彼此间能够随意的相互交流。
因此，开发和架构这种平台符合时代发展的需要。
本系统在开发中用到了局域网通信机制的原理，通过直接继承Thread类来建立多线程。
开发中利用了计算机网络编程的基本理论知识，如TCP/IP协议、客户端/服务器端模式（Client/Server模式）、网络编程的设计方法等。
在网络编程中对信息的读取、发送，是利用流来实现信息的交换，其中介绍了对实现一个系统的信息流的分析，包含了一些基本的软件工程的方法。
关键字：
Socket；服务器端；客户端；连接（connection）
Abstract：
Therapiddevelopmentofthecomputernetworkshasbeenmakingagreatinfluenceinmanyfieldsofhumansociety.Inparticular,alongwithinformationageapproaching,betweenthepeopletendtoincreasinglyinexchangesandthetransmissioninformationthroughthenetwork.Butchatsthesystemispreciselythecurrentpeopleusesmanyintermediary,。
Inthisplatform,peopleeachotherwhichmanyunderstandingordidnotknowcanatwillmutualexchange.Therefore,thedevelopmentandoverheadconstructionthiskindofplatformconformstothetimeneedtodevelop.
ThissystemwiththeLANcorrespondencemechanismprinciple,throughinherittingtheThreadkindtoestablishthemultithreadingdirectly.Inthedevelopment,itusestheelementarytheoryknowledgewhichthecomputernetworkprogrammes.forexample,TCP/IPagreement,Client/Serverpattern,networkprogrammingdesignmethodandsoon.Inthenetworkprogramming,itrealizesreadingandtransmissionoftheinformation,thatis,informatonflowsrealizetheinformationexchange,introduceinformationflowanalysisforrealizingasystem,inwhichcontainessomebasicsoftwareengineeringmethods.
Keywords：
Socket;server;client;connection
1.引言
当今主流的聊天工具有QQ，ICQ，MSNMessenger，YahooMessenger等，国内最热门的当属QQ，腾讯QQ（OICQ）是由深圳市腾讯计算机系统公司开发的，基于Internet的即时寻呼软件。
您可以使用QQ和好友用户进行交流，信息即时发送，即时回复，收发及时、功能全面。
此外QQ还具有BP机网上寻呼、聊天室、传输文件、语音邮件、手机短讯服务等功能，QQ不仅仅是虚拟的网络寻呼机，更可与传统的无线寻呼网、GSM移动电话的短消息系统互联，目前QQ和全国多家寻呼台、移动通信公司有业务合作。
是国内不可多得的中文网络寻呼机。
QQ支持显示朋友在线信息、即时传送信息、即时交谈、即时发送文件和网址。
QQ可以在Win95/98/NT/2000操作系统下运行，是十分灵活的网络寻呼工具。
它会自动检查您是否已联网，如果您的电脑已连入Internet，可以搜索网友、显示在线网友，可以根据QQ号、昵称、姓名、email地址等关键词来查找，找到后可加入到通讯录中。
当您的通讯录中的网友在线时，QQ中朋友的头像就会显示在线，根据提示就可以发送信息，如果对方登记了寻呼机或开通了GSM手机短消息，即使离线了，您也可及时将信息传递给您的好友。
虽然以上这些软件是免费的，并且功能越来越强大。
但是它们的唯一的不足就是必须要联网或者下载到它们的服务端，要不然是没法脱离Intenet使用的。
为了能在一个没有连接到Intenet的局域网使用聊天工具，那就必须要有服务器端。
本系统就是包括服务器端与客户端，可以在局域网聊天的一个工具。
2.系统分析
2.1可行性分析
1）经济可行性：
本系统需要一个oracle数据库服务器，由于使用人数比较少，安装一个免费的oracle数据库完全可以应付需要，所以成本就不用考虑了。
2）操作可行性：
只要一台以上计算机连接在同一个局域网内，本系统就可以安装使用，所以操作上完全不存在问题。
3）技术可行性：
本系统采用Java语言，是基于CS架构的。
开发这个系统需要开发者对socket编程和javaSwing这两方面的技术比较熟。
由于本人长期从事于java语言编程，所以技术方面是可行的。
2.2需求分析
2.2.1功能分析
本系统要实现的功能如下：
1）注册
服务器收到用户的注册请求，便开始接受客户传递的信息，诸如客户的呢称，性别，籍贯，个人资料等，接受完毕后，便通过Jdbc-Odbc与后台数据库连接，然后向数据库添加记录，如果成功，便向客户返回其号码。
客户收到服务器返回的信息后，便打开主登陆窗口。
2）登陆
在客户端，用户输入其号码和密码，然后建立与服务器的连接，告诉服务器我要登录，服务器收到后，开始通过JdbcOdbc读取数据库，然后与用户输入的信息比较，如果成功，便打开主程序窗口。
然后客户向服务器请求读取好友名单，服务器收到该请求，开始读取数据库中的表，得到好友的号码后，再在icq表中读取好友资料，然后向客户端发送这些信息，客户收到后就在主窗口显示好友，并且建立几个矢量（Vector）用以存储好友的呢称，号码。
3）私聊
私聊就是两个聊天。
客户端首先发送消息到服务器端，服务器端根据发送人信息和接收者信息来转发。
例如服务器接收到一个A发给B的消息，先判断B是否已经在线，如果在线就将信息发送过去。
B接收到A发来的信息，如果是未建立对话窗口，就询问是否建立对话，否则就丢弃信息。
4）群聊
群聊，就是多人一起聊天。
过程与私聊差不多。
唯一的不同就是服务器会将信息转发给指定群的所有成员。
5）创建分组
用户注册以后默认的好友分组只有一个。
用户在执行添加分组操作以后，客户端分将一个这个动作的信息发送给服务器端（主要是FromClientlisten）。
服务器端的fromClientListen接收到这个请求，会进行数据库操作，将要添加的分组信息插入到数据库中。
如果成功，则返回这个分组的信息给客户端，否则返回错误提示信息。
6）创建群
用户注册以后群个数为0。
用户在执行添加群操作以后，客户端分将一个这个动作的信息发送给服务器端（主要是FromClientlisten）。
服务器端的fromClientListen接收到这个请求，会进行数据库操作，将要添加的群信息插入到数据库中。
如果成功，则返回这个群的信息给客户端，否则返回错误提示信息。
7）查找好友并加为好友
输入要查找的用户ID号，客户端发送一个查询信息给服务器端，如果找到就返回用户服务信息。
打开一个用户信息显示界面，该界面会提供一个“添加为好友”按钮，点击后可将此人加为好友。
如果未找到，弹出一个信息提示框。
8）查找群并加入群
输入要查找的群ID号，客户端发送一个查询信息给服务器端，如果找到就返回用户服务信息。
打开一个群信息显示界面，该界面会提供一个“加入此群”按钮，点击后可将此人加为好友。
如果未找到，则弹出一个信息提示框。
9）文件共享
在启动文件传输服务器的共享文件功能之前，要设置它的IP号和端口，如果设置不好。
好友将无法下看到这些共享的文件。
还有一个重要的步骤就是添加共享文件或目录。
最后启动文件共享。
10）下载文件
使用文件传输的客户端要正确配置好服务器的IP和端口号，以及下载好的文件的存放目录。
如果其中之一配置不好，文件下载将会失败。
设置好以后，点击“连接”按钮，如果配置正确，这时将会看到服务器共享的文件。
目前不能支持文件夹下载，当看到一个文件夹以后，可以双击该文件夹并查看文件夹里面的文件。
2.2.2性能分析
本系统由于采用免费的oracle数据库软件，连接数最多不能超过200，所以并发访问数据库的人数不能超过200人。
2.2.3用例图
图2-1系统用例图
2.2.4时序图
客户登陆、注册时的服务器端时序图
图2-2注册、登陆时的服务端的时序图
本图说明:
服务器接每次与一个客户连接以后，就会去创建一个监听线程。
通过线程来接收客户端发送的所有数据。
如果要查询数据库，监听线程会请求获得一个数据库连接.如果数据库连接已经获得，就把连接交给DBOperation对象，通过此对象可以返回给监听线程必要的结果。
最后监听线程会通过Socket将结果返回给客户端。
2.2.5活动图
1）用户登陆活动图
图2-3用户登陆活动图
本图说明：
首先填写登陆信息，提交以后服务器会对用户名和密码进行验证。
如果不正确，返回一个提示信息。
如果登陆成功，就更新在线状态。
通知所有好友自己已经上线。
2）客户之间的通信活动图
图2-4客户通信活动图
本图说明：
短消息发送以后，服务器端对应的监听线程会接收到一个数据包。
此包中包含接收者的信息，如果接收者在线，数据包将会转发到接收者。
如果不在线，就写入数据库。
3）客户之间的文件传送活动图
本图说明:
客户端向服务器发送文件下载请求。
如果服务器端同意下载，就读取文件流并将数据流写入到客户端。
客户端读取到文件名之后，立刻创建一个新的文件并将读取的数据写入到文件中。
图2-5文件传送活动图
4）新增好友活动图
根据好友ID号查找好友，如果此ID存在，就将用户信息发送到客户端。
同时将好友关系写入到数据库。
图2-6新增好友活动图
5）删除好友活动图
此图说明：
客户向服务器发送删除好友请求。
服务器接收到删除好友请求以后，将好友关系从数据库中删除。
图2-7删除好友活动图
3.总体设计
3.1功能模块图
本系统主要由由两个子系统组成：
1）文件传输系统；2）聊天子系统。
文件传输系统的功能主要有：
1）共享文件；2）查看并下载文件。
聊天子系统的功能有：
1）注册；2）登陆；3）添加群；4）查找群5）私聊；6）群聊；7）查看好友资料；8）查找好友；9）添加好友；10）创建好友分组。
图3-1系统功能模块图
3.2数据库设计
3.2.1E-R图
用户表（QQUser）：
属性：
id，account（登陆账号），pwd，nickname，sign（个性签名），sex，email，head（头像）
关系：
一个用户可以有多个好友分组。
一个用户可以有多个群。
一个用户可以有多条留言。
好友分组表（Qqperson_group）：
属性：
id，userid（创建者ID），name（分组名）
关系：
一条记录只对应一个用户，但是可以拥有多个组成员。
群表（Qqpublic_group）：
属性：
id，userid（创建者ID号），name（群名），sign（群公告）
关系：
一个群只有一个创建者，但是可以拥有多个群成员。
图3-4系统各表之间的联系图
3.2.2表结构设计
表3-1客户信息表（qquser）
1
自动id号
Id
整数
2
用户账号
Account
整数
3
用户密码
Pwd
字符
4
用户昵称
Nickname
字符
5
用户签名
sign
字符
6
用户性别
Sex
字符
7
用户邮箱
email
字符
8
用户头像
Head
字符
表3-2Qq消息表（QQMessage）
1
自动ID
ID
整数
2
发信人
Account_from
整数
3
收信人
Account_to
整数
4
发送内容
Content
字符
表3-3用户分组表（qqpersongroup）
1
自动ID
ID
整数
2
拥有者Id
userid
整数
3
分组名称
name
字符
表3-4公共群表（qqpublic_group）
1
自动ID
ID
整数
2
创建人
userid
整数
3
群名称
name
整数
4
群的公共消息
sign
字符
表3-5用户与群的中间表（qquser_publicgroup）
1
自动ID
ID
整数
2
加入的群ID
groupid
整数
3
加入的用户的ID
userid
整数
表3-6用户与分组的中间表（QQuser_persongroup）
1
自动ID
ID
整数
2
加入的分组的id
groupid
整数
3
加入分组的用户的id
userid
整数
以上各表创建的代码如下：
1）创建用户表
createtableqquser（
numberprimarykey，
accountnumberunique，
nicknamevarchar（100），
signvarchar（500），
sexvarchar（10），
emailvarchar（100），
headvarchar（200））;
2）创建分组表
createtableqqperson_Group（
idnumberprimarykey，
useridreferencesqquser（id），
namevarchar（100））;
3）创建群表
createtableqqpublic_group（
idnumberprimarykey，
useridnumberreferencesqquser（id），
namevarchar（100），
signvarchar（800））;
4）创建消息表
createtableqqmessage（
idnumberprimarykey，
account_fromnumber，
account_tonumber，
contentvarchar（1000））;
5）创建用户与群的中间表
createqquser_publicgroup（
idnumberprimarykey，
groupidnumberreferencesqqpublic_group（id），
useridreferencesqquser（id）;）;
6）创建用户与分组的中间表
createqquser_persongroup（
idnumberprimarykey，
groupidnumberreferencesqqpublic_group（id），
useridreferencesqquser（id））;
7）为用户表插入数据
insertintoqquservalues（1，1，'long'，'I'mlong'，'male'，'helongyang@'，'48.gif'）;
insertintoqquservalues（2，2，'a'，'aa'，'male'，'a@'，'48.gif'）;
insertintoqquservalues（3，3，'b'，'bb'，'male'，'a@'，'48.gif'）;
insertintoqquservalues（4，4，'c'，'cc'，'male'，'a@'，'48.gif'）;
insertintoqquservalues（5，5，'d'，'dd'，'male'，'a@'，'48.gif'）;
8）为分组表和群表插入数据
insertintoqqperson_groupvalues（1，1，'myfriend'）;
intoqqpublic_groupvalues（1，1，'haha'，'mynewgroup'）;
9）为用户与群中间表插入数据
insertintoqqperson_group（1，1，1）;
insertintoqqperson_group（1，1，2）;
insertintoqqperson_group（1，1，3）;
insertintoqqperson_group（1，1，4）;
insertintoqqperson_group（1，1，5）;
10）为用户与分组中间表加入数据
insertintoqqpublic_group（1，1，1）;
insertintoqqpublic_group（1，1，2）;
insertintoqqpublic_group（1，1，3）;
intoqqpublic_group（1，1，4）;
insertintoqqpublic_group（1，1，5）;
3.3类图
图3-2系统类图
Socket:
非自定义类，.Socket。
Thread:
非自定义类，java.util.Thread。
Client:
负责具体发送和接收数据。
FromServerListen:
监听服务器是否在发送数据。
MainFrame系统的主界面（包括用户列表等）。
QQUserInfo包括用户的好友分组信息和群信息。
QQUserClass包括用户的个人信息，如ID、用户名等。
4.详细设计及实现
4.1界面设计
1）登陆界面
本界面需要填写的有两个，一个是用户账号，另一个是用户密码。
在客户端，用户输入其号码和密码，然后建立与服务器的连接，告诉服务器我要登录，服务器收到后，开始通过Jdbc方式读取数据库，然后与用户输入的信息比较，否则返回错误，如果客户收到成功信息就打开主窗口，否则提示出错。
如果成功，便打开主程序窗口。
然后客户向服务器请求读取好友名单，服务器收到该请求，开始读取数据库中的friend表，得到好友的号码后，再在好友表中读取好友资料，然后向客户端发送这些信息，客户收到后就在主窗口显示好友，并且建立几个Vector用以存储好友的信息。
图4-1登陆界面图
2）注册界面
本界面要填写的项目包括：
用户昵称，密码，邮件地址，个性签名。
需要选择的项目包括：
性别，头像。
本界面主要负责将用户的信息包装成一个QQUserClass对象。
注册按钮一旦被点击，就会试图创建一个与服务器端的连接。
连接创建成功就会将填写的信息发送到服务器端。
如果服务器写入数据库成功，就回返回一个账号。
使用这个账号，用户可以登陆到系统中。
图4-2注册界面图
3）主界面
主界面是系统的核心部分。
它可以列出所有好友和客户所有加入的群，也可以提供共享文件和文件下载功能。
如果用户服务双击好友分组或群，好友列表或群成员列表将会显示出来。
双击一个好友，可以与他进行私聊。
双击一个群成员，可以与群里的所有成员对话。
本界面还提供了以下右键菜单：
添加好友分组、查找好友并加为好友、查找群并加为群、创建群、移动好友到其它分组、查看好友资料、查看群资料。
图4-3系统主要界面图
4）个人资料界面
该界面主要显示某个用户信息，包括用户的账号，昵称，性别，个性签名，用户等级等。
本界面还提供了一个“加为好友”按钮，如果点击它，此人将会被加为用户的好友。
默认的是加到第一个好友列表，不过也可以移动其它好友分组。
图4-4查看好友资料图
5）文件传输服务器端界面
该界面使用的步骤为：
第一步：
设置好服务器的IP，端口。
IP一定要是本机的IP，如果是单机测试，IP可以填写“127.0.0.1”。
端口号尽量不要小于2000，小于两千的端口可能被系统占用。
设置完后点击“确定”按钮。
第二步：
添加共享文件。
单击“添加文件共享”按钮，将需要共享的文件或文件夹添加到共享列表中。
第三步：
点击“启动文件发送服务”。
第四步：
如果共享文件完毕，需要点击“退出”。
图4-5文件传送服务器
6）文件传输客户端界面
使用文件传输的客户端要正确配置好服务器的IP和端口号，以及下载好的文件的存放目录。
如果其中之一配置不好，文件下载将会失败。
设置好以后，点击“连接”按钮，如果配置正确，这时将会看到服务器共享的文件。
目前不能支持文件夹下载和多文件下载，当看到一个文件以后，可以双击该文件夹并查看文件夹里面的文件。
图4-6文件传送客户端
7）私聊界面
本界面主要用来显示两个人的对话信息以及发送信息。
发送的信息可以设置字体，大小，字体颜色。
也可以发送一个QQ表情。
图4-7私聊界面图
8）群聊界面
本界面主要用来显示多人的对话信息以及发送信息。
发送的信息可以设置字体，大小，字体颜色。
也可以发送一个QQ表情。
右边显示的是群公告，可以用来公布一些必要的信息。
图4-8群聊天界面
4.2数据输入输出设计
4.2.1数据输入
4.2.1.1登陆界面数据的输入要求
Number（账号）输入的必须是整型，它是一个用户登陆的账号。
Password（密码）可以是你设置好的字符串，字符串内容可以随便。
如果用户设置不正确，将会导致登陆不成功，系统会弹出相应的对话框。
4.2.1.2注册界面的输入
Nickname（昵称），password（密码），sign（个性签名）可以是任意的字符串。
Email必须是Email地址格式，也就是中间必须含有“@”，否则提示输入不正确。
4.2.1.3共享界面的输入
服务器IP：
填入本机的IP地址，格式如：
172.168.1.253
端口号：
随便一个可以未被占用的端口都行（最好是2000以上）。
4.2.2数据输出
用户注册的信息必须写入数据库中。
下载的文件存放到的指定的目录中，如果未指定就存放到默认路径中，当默认路径不存在的时候给提示用户路径不存在。
4.3代码实现
4.3.1服务器端设计
4.3.1.1连接池的设计
连接池，就是生产一定数量的数据库连接存储在一个容
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