多人聊天程序课程设计报告.docx
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多人聊天程序课程设计报告
合肥学院
计算机科学与技术系
课程设计报告
2011～2012学年第二学期
课程
Java语言程序设计
课程设计名称
多人聊天程序
专业班级
09网络工程
（2）班
姓名
胡永雷
指导教师
张贯虹张艳明
2012年9月
一、需求分析
聊天工具大多数由客户端程序和服务器程序外加服务器端，本程序采用客户机/服务器架构模式。
通过Java提供的Socket类来连接客户机和服务器并使客户机和服务器之间相互通信，由于聊天是多点对多点的而Java提供的多线程功能。
用多线程可完成多点对多点的聊天。
主要有两个应用程序，分别为服务器程序和客户端程序。
服务器应用程序主要用于消息转发，以及向所有用户发送系统消息等；客户端应用程序主要用于客户聊天记录的显示和信息输入。
采用Client/Server（C/S）体系结构，即客户机/服务器体系结构。
聊天服务器专门用于监控用户状态和转发消息，客户端负责接收消息的用户序列和消息文本发送到服务器。
该聊天系统实现私聊，群聊，用户登陆，退出聊天系统等功能。
二、设计
1．设计思想：
课程设计中利用JAVA实现基于C/S模式的聊天程序。
聊天室共分为服务器端和客户端两部分，服务器端程序主要负责侦听客户发来的消息，客户端登录到服务器端才可以实现正常的聊天功能。
图1-1
图1-2
2．功能设计
（1）服务器端的主要功能如下。
在特定端口上进行侦听，等待客户端连接。
用户可以配置服务端的侦听端口，默认端口为8888.
向已经连接到服务端的用户发送系统消息。
统计在线人数。
当停止服务时，断开所有用户连接。
（2）客户端的主要功能如下。
连接到已经开启聊天服务的服务端。
用户可以配置到连接服务器的IP地址和端口号。
用户可以配置连接后显示的用户名。
当服务器端开启的话，用户可以随时登录与注销。
用户可以向所有人或者某一个人发送消息。
3．详细设计
聊天室服务器端设计
聊天室服务器主要包括7个文件，他们功能如下。
（1）ChatServer.java
包含名为ChatServer的public类，其主要功能为定义服务器端的界面，添加事件侦听与事件处理。
调用ServerListen类来实现服务端用户上线与下线侦听，调用ServerReceive类来实现服务器端的消息收发。
（2）ServerListen.java
该类实现服务端用户上线与下线的侦听。
该类对用户上线下线的侦听通过调用用户链表来实现，当用户上线与下线情况发生的时候，该类会对主类的界面进行相应的修改。
（3）ServerReceive.java
该类是实现服务器消息收发的类，该类分别定义了向某用户及所有人发送消息的方法，发送消息会显示在主界面类的界面上。
（4）Portconf.java
该类继承自JDialog，是用户对服务器端侦听端口进行配置的的类。
（5）Node.java
用户链表的节点类，定义了链表中的用户。
（6）UserLinkList.java
用户链表节点的具体实现类，该类通过构造函数构造用户链表，定义了添加用户、删除用户、返回用户数、根据用户名查找用户、根据索引查找用户这五个方法。
（7）Help.java
服务器端的帮助类。
聊天室客户端设计
聊天室客户端主要包括5个文件，他们的功能如下。
（1）Chatclient.java
包含名为Chatclient的Public类，其主要功能为定义客户端的界面，添加事件侦听与事件处理。
该类定义了Connect（）与Disconnect（）方法实现与服务器连接与断开连接。
当SendMessege（）方法来向其他用户发送带有表情的消息或者悄悄话。
（2）ClientReceive.java
该类是实现服务器端与客户端消息收发的类。
（3）ConnectConf.java
该类继承自Jdialog,是用户所要连接的服务器IP及侦听端口进行修改配置的类。
（4）UserConf.java
该类继承自Jdialog，是用户对连接到服务器时所显示的用户名进行修改配置的类。
（5）Help.java
客户端程序的帮助类。
三、调试及测试
1、调试过程中遇到的主要问题及解决方法
程序中主要问题为：
（1）套接字的通信问题
网络上两个程序通过一个双向的通信链接实现数据交换，每一端都建立一个Socket，通过对Socket的读写操作实现网络的通信功能。
Socket通信程序的基本结构的基本结构主要有创建Socket、打开连接到Socket的输入流和输出流、按照一定的协议对Socket进行读写操作、关闭Socket这四个步骤。
为了完成Socket通信，包中提供了Socket和ServerSocket这两个类，他们分别用来表示双向连接的客户端和服务器。
构造函数如下：
Socket（Inetaddressaddress,,intport）
Socket（Inetaddressaddress,intport,Booleanstream）
Socket（Stringhost,intport）
Socket（Stringhost,intport,Booleanstream）
ServerSocket（intport）
ServerSocket（intport,intcount）
通信模型中首先在客户机和服务器之间定义一套通信协议，并创立一个Socket类，利用这个类建立一条可靠的链接；客户端发出请求，服务器端监听来自客户机的请求，并为客户端提供响应服务。
要是实现套接字的服务器端，要使用SocketServer类。
它允许程序绑定一个端口等待客户端的请求，一旦产生客户端请求，它将接受这一请求，同时产生一个完整的Socket连接对象。
服务器绑定端口必须公开，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，它必须能够接受多个客户的请求，这就需要为服务器设置一个请求队列。
由于存在单个服器与多个客户程序通信，所以服务程序响应客户程序不应花很多时间，否则客户程序在得到服务前有可能花很多时间来等待通信的建立，然而服务程序和客户程序的会话可能很长，因此为加快对客户程序连接请求的响应，典型的方法是服务器主机运行一个后台线程，这个后台线程处理服务程序和客户程序的通信。
（2）数据报通信问题
Java通过DatagramPacket和DatagramSocket两个类来实现UDP协议顶层的数据报。
DatagramPacket生成的对象表示一个数据报，而DatagramSocket是用来发送和接受数据包的类。
生成DatagramPacket对象可以通过四个构造函数：
DatagramPacket（bytedata[],intsize）
DatagramPacket（bytedata[],intoffset,intsize）
DatagramPacket（bytedata[],intsize,InetAddressipAddress,intport）
DatagramPacket（bytedata[],intoffset,intsize,InetAddressipAddress,intport）
对于DatagramPacket内部状态，可以使用如下方法获得：
InetAddressgetAddress（）
返回目标文件InetAddress，一般用于发送。
intgetPort（）
返回端口号。
byte[]getData（）
返回包含在数据包中的字节数组数据。
intgetLength（）
返回包含在将从getData（）方法中返回字节数组的有效数据长度。
DatagramSocket类用来发送和结束数据包。
需要首先建立DatagramSocket对象来接收或发送数据报，然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。
DatagramSocket类常用的构造函数：
DatagramSocket（）
DatagramSocket（intport）
DatagramSocket（intport，InetAddressipAddress）
DatagramSocket接收数据报要用receive（DatagramSocketp）方法，而发送数据报则使用send（DatagramSocketp）方法。
要发送一个数据报首先要创建一个DatagramPacket，指定要发送的数据、数据长度、数据要发送到哪个主机和端口，然后在用DatagramSocket的send（）方法发送数据包；接收一个数据报必须创建一个在本地主机的特定端口上侦听的DatagramSocket，此套接字只能接收发送至特定端口上的数据包。
2、对设计和编码的回顾讨论和分析
在本程序中，用户的存储时通过链表来实现的。
用了UserLinkList定义了链表及其操作，Node定义了用户链表节点。
用户链表的结点类：
publicclassNode{
Stringusername=null;
Socketsocket=null;
ObjectOutputStreamoutput=null;
ObjectInputStreaminput=null;
Nodenext=null;
}
用户链表
publicclassUserLinkList{
Noderoot;
Nodepointer;
intcount;
构造用户链表
publicUserLinkList（）{
root=newNode（）;
root.next=null;
pointer=null;
count=0;
}
添加用户
publicvoidaddUser（Noden）
删除用户
publicvoiddelUser（Noden）
返回用户数
publicintgetCount（）
根据用户名查找用户
publicNodefindUser（Stringusername）
根据索引查找用户
publicNodefindUser（intindex）
3、程序运行的时空效率分析
本程序应用了线程对端口进行侦听。
线程一直后台开启，长期占用系统资源，但又能及时的实现端口监听和消息的收发。
4、测试数据集
服务器端程序主界面：
图1-3
服务器侦听端口的配置：
图1-4
服务器端帮助窗口：
图1-5
服务器端启动时的界面：
图1-6
确认停止服务器：
图1-7
客户端用户名配置界面：
图1-8
客户端帮助界面：
图1-9
客户端程序运行主界面：
图1-10
服务端关闭界面：
图1-11
四、经验和体会
经过一个学期的JAVA课程学习了解了JAVA的基础理论知识，通过这次程序设计，进一步巩固、加深了我们所学专业课程的基本理论知识，理论联系实际，进一步培养了综合分析问题，解决问题的能力，进一步加强了JAVA的实际应用能力。
通过本次Java语言课程设计，我对面向对象的程序设计有了更深程度的掌握，它将重点放在对象与对象的接口上。
在通过对题目进行需求分析，考虑一些编程中可能遇到的问题。
其次开始界面设计、类的设计、类功能的连接等等实现。
在遇到问题解决问题的过程中不断完善功能。
同时在老师和同学的帮助下，不断完善自己的成果，不断改进，不断进步。
这次Java课程设计不仅考查了对Java语言基本理论知识的学习
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