《计算机网络通信》课设.docx
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《计算机网络通信》课设
计算机网络通信课程设计
目录
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设计总说明------------------------------------------------------------------------------------------------------------1
设计总说明I
1系统功能介绍1
1.1建立侦听服务：
1
1.2用户登录1
1.3收发聊天信息…………………………………………………………………………………
1.4收发系统消息3
1.5用户下线和通知3
1.6服务关闭3
2.代码实现3
2.1用户信息链表实现…………………………………………………………………
2.2服务器主框类架的实现5
2.3服务器侦听线程类的实现6
2.4服务器接收线程类的实现6
2.5客户端主框类的实现7
2.6客户端接收线程类的实现………………………………………………………
3附：
源程序8
参考文献9
设计总说明
这里主要用了java的网络编程相关知识，通过学习了解了TCP和UDP协议的基本知识和Socket编程的基本概念，以及TCP协议的响应流程，现在通过使用java提供的流Socket和数据包Socket，利用流Socket和数据包Socket建立通信连接，最后实现了一个完整的聊天程序，该聊天系统是基于TCP协议的流Socket实现的，它采用了典型的C/S架构，包括一个服务器应用程序和一个客户端程序，可以同时供多个用户进行聊天。
课程设计要求：
1登录功能。
客户端登录到聊天服务器，服务器管理所有登录的客户，并将客户列表发送给各个客户显示。
2客户可以通过服务器转发，实现一对一和多对多聊天。
3实现呼叫功能。
当客户端程序连接服务器时，通过服务器搜索所要呼叫的客户，如果检测到此用户且该用户正处于联网状态，则服务器通知此用户的客户端程序响应主叫方客户端程序，然后在主叫方和被叫方建立连接后，双方就可以聊天或进行其它的通信。
4客户端程序应该可以实时显示目前其它用户的状态（例如好友信息，上、下线）。
编写聊天程序
1系统功能介绍
本程序具有完整的会话功能，采用C/S结构，由两部分组成：
客户端和服务器，可以供多个用户进行聊天。
服务器具有建立侦听服务、转发聊天信息、响应用户下线、发送系统消息的功能；要实现这四个功能，需要建立以下四个类：
（1）用户信息链表、
（2）服务器主框类、（3）服务器侦听线程类、（4）服务器接收线程类。
客户端具有请求登录、请求下线、发送聊天信息、接收聊天信息、接收系统信息的功能。
要实现这些功能也要建立两个类——客户端主框架类和客户端接收线程类。
下面通过聊天系统的演示来具体了解聊天系统的功能。
1.1建立侦听服务：
初始状态的服务器如图
（1）所示，其主框架上具有两个按钮，分别用于启动和关闭服务器。
点击“启动”按钮处于允许状态，点击“关闭”按钮处于禁止状态；服务器启动后，就进入侦听状态，关闭就结束侦听，这里设计服务在8000端口启动。
图
（1）图
（2）
1.2用户登录
用户登录过程其实就是客服端请求登录和服务器响应登录两个过程。
初始状态的客户端如图（3），它的“上线”按钮用于用户登录，“下线”按钮用于用户下线，界面下方的JTextField控件，在用户未登录时输入用户名称，在用户登录后用于输入聊天信息，并按回车确定操作
图（3）
1.3收发聊天信息
这个过程包含了客户端发送聊天信息和服务器转发聊天信息。
当客户端登录后与其他在线用户进行聊天，只要在界面最底部的JTextField控件中输入聊天信息，按回车键就可以发送出去了，而那两个JComboBox控件分别用来选择聊天信息的对象和发送聊天信息的表情动作，“悄悄话”复选框用来标识此信息是否转发给非目标对象的其他在线用户。
1.4收发系统消息
系统信息的收发是单方面的，只能有服务器发给客户端，在服务器主界面输入系统信息，按回车键，系统就会将信息发送到所有客户端，客户端收到信息后就会显示在界面上。
如下图
1.5用户下线和通知
用户下线与用户登录一样，要涉及到客户端请求下线和服务器响应请求两个过程
用户单击客户端“下线”按钮，客户端就会向服务器发送下线请求，服务器接收后就胡释放与该用户的相关资源，并向其他用户发送该用户下线通知以及更新在线用户列表，如下图
1.6服务关闭
当服务器关闭服务时，就向所有在线用户发送服务器关闭信息，并且关闭所有与在线用户相连接的输入输出流和套接字，将且将界面调整到最初状态，如图（）
客服端接收到服务器的关闭信息时，它将在界面上显示服务器关闭的提示信息，并且关闭与服务相连的输入输出流和套接字，删除在线用户列表，将界面调整到最初状态，
2.代码实现
2.1用户信息链表的实现
用户信息链表类（UserInfoList）需要对实现对用户信息的添加、删除和查询功能。
在实现UserInfoList类之前，先定义一个用于描述单个用户信息的数据结构Node类，并定义五个数据成员：
用户昵称、套接字、输入流、输出流和Next指针。
publicclassNode
{
Stringusername=null;//用户昵称
Socketsocket=null;//套接字
ObjectOutputStreamoutput=null;//输出流
ObjectInputStreaminput=null;//输入流
Nodenext=null;//保存链表中下一个节点的指针
}
在UserInfoList的构造函数中，对UserInfoList的成员变量进行初始化
publicUserInfoList（）
{root=newNode（）;
root.next=null;//创建链表的节点
pointer=null;
count=0;}
为UserInfoList类添加成员函数add完成用户信息节点的添加功能。
publicvoidadd（Noden）{
pointer=root;//将游标指向根节点
while（pointer.next!
=null）{//判断是否链表尾部
pointer=pointer.next;}//将游标后移
pointer.next=n;//加入节点
n.next=null;
count++;}//计数器加一
为UserInfoList类添加成员函数del，完成用户信息节点的删除功能。
publicvoiddel（Noden）{
pointer=root;//将游标指向根节点
while（pointer.next!
=null）{//判断是否链表尾部
if（pointer.next==n）{//判断当前节点是否为要删除节点
pointer.next=n.next;//删除节点
count--;//计数器减一
break;}
pointer=pointer.next;}}//将游标指向下一节点
为UserInfoList类添加成员函数getCount，提供返回链表中元素个数的功能：
publicintgetCount（）
{
returncount;//返回当前链表中元素的个数
}
为UserInfoList类添加成员函数find，完成在用户信息链表中查找指定元素的功能，为方便起见，定义两个find函数，入口参数分别为String和int。
publicNodefind（Stringusername）
{
if（count==0）returnnull;
pointer=root;
while（pointer.next!
=null）
{
pointer=pointer.next;
if（pointer.username.equalsIgnoreCase（username））
{
returnpointer;
}
}
returnnull;
}
publicNodefind（intindex）
{
if（count==0）
{
returnnull;
}
if（index<0）
{
returnnull;
}
pointer=root;
inti=0;
while（i{
if（pointer.next!
=null）
{
pointer=pointer.next;
}
else
{
returnnull;
}
i++;
}
returnpointer;
}
}
2.2服务器主框类架的实现
服务器主框类架类需要实现人机交互功能、启动服务功能
关闭服务功能和发送系统信息功能。
需要为工程添加服务器主框类，名命为ServerFrame，在ServerFrame类的构造函数中，完成为服务器控件的添加、控件位置的调整、控件的初始状态的设定及控件事件侦听函数的添加。
添加函数init，在其中完成界面的初始化功能，在init函数中，除对事件进行添加和调整外，还对控件添加事件侦听器。
如为关闭服务按钮添加侦听器：
jbStopServer.addActionListener（
newActionListener（）
{
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
stopServer（）;
}
}
）;
在ServerFrame中添加starrServer函数完成启动服务的功能，添加stopServer函数完成关闭服务的功能，添加sendStopToAll函数依次向所有在线用户发送服务器关闭消息，添加sendSystemMessage函数实现发送系统消息的功能，添加sendMsgToAll函数完成向所有在线用户发送系统消息的功能。
2.3服务器侦听线程类的实现
服务器侦听线程类需要侦听客户端的登录请求，并且为该用户启动专用线程，处理与此用户相关的操作。
首先为工程添加ServerListenThread类，继承其父类Thread，在这个类中实现侦听客户端连接，并响应用户登录的功能。
在这个类中最重要的功能是在run函数中实现的，当服务器启动时，就会建立侦听线程，并且调用start函数开始运行线程。
publicvoidrun（）{//服务器侦听线程的执行体
while（!
isStop&&!
server.isClosed（））
{
try
{
client=newNode（）;//创建用户信息节点
client.socket=server.accept（）;//侦听客户端连接
client.output=newObjectOutputStream（client.socket.getOutputStream（））;
client.output.flush（）;//得到套接字输入输出流
client.input=newObjectInputStream（client.socket.getInputStream（））;
client.username=（String）client.input.readObject（）;
combobox.addItem（client.username）;//读取用户昵称
userInfoList.add（client）;
textarea.append（"user"+client.username+"上线"+"\n"）;//显示提示信息
textfield.setText（"在线用户"+userInfoList.getCount（）+"人\n"）;
recvThread=newServerReceiveThread（
textarea,
textfield,
combobox,
client,
userInfoList）;
recvThread.start（）;//启动线程
}
}
2.4服务器接收线程类的实现
服务器接收线程类需要接收客户端发来的信息，并且对该信息进行分析，执行相应操作。
当服务器收到客户端发来的聊天信息，对发送对象进行判断，如果发送对象是所有用户，则将信息发给所有用户，同理，如果是特定用户就发给特定用户。
当服务器接收到客户端发来的下线请求时，就关闭所有与该用户相关的输入输出流和套接字，并将该用户从在线列表中删除，此外，还需向所有在线用户发送该用户下线的通知和重发最新的列表。
首先为工程添加新类，命名为ServerReceiveThread，实现接收客户端信息的功能。
方法和侦听线程差不多。
它的成员函数sendToAll实现向所有在线用户转发聊天信息的功能，另一个成员函数sendUserList实现向所有在线用户发送用户列表的功能。
publicvoidsendToAll（Stringmsg）
{
intcount=userInfoList.getCount（）;
inti=0;
while（i{
Nodenode=userInfoList.find（i）;
if（node==null）
{i++;
continue;
}
try
{
node.output.writeObject（"聊天信息"）;
node.output.flush（）;
node.output.writeObject（msg）;
node.output.flush（）;
}
2.5客户端主框类的实现
客户端主框架类实现了人机交互、用户登录、用户下线和聊天信息的发送功能。
客户端的主框架类为ClientFrame，其构造函数完成为客户端控件的添加、控件位置的调整、控件初始状态的设定以及控件事件侦听函数的添加。
成员函数LogIn完成用户登录功能，LogOut完成用户下线功能，SendMessage用于发送聊天信息。
publicvoidSendMessage（）
{
StringtoSomebody=combobox.getSelectedItem（）.toString（）;
Stringstatus="";
if（checkbox.isSelected（））
{
status="悄悄话";
}
Stringaction=actionlist.getSelectedItem（）.toString（）;
Stringmessage=textfield.getText（）;
if（socket.isClosed（））
{
return;
}
try
{
output.writeObject（"聊天信息"）;//发送聊天信息标识
output.flush（）;
output.writeObject（toSomebody）;//发送聊天对象
output.flush（）;
output.writeObject（status）;//发送聊天状态
output.flush（）;
output.writeObject（action）;//发送聊天表情
output.flush（）;
output.writeObject（message）;//发送聊天信息内容
output.flush（）;
2.6客户端接收线程类的实现
客户端接收线程类需要接收服务器发来的信息，并对该信息进行分析，执行相应的操作。
客户端收到的服务器信息有三种——聊天信息和系统信息、用户列表信息、服务关闭信息。
客户端将接收到聊天信息和系统信息显示在界面上，接收到用户信息就对信息进行分析，获取在线用户列表，显示在界面组合框中，接收到关闭信息，则执行关闭操作。
命名客户端接收线程类为ClientReceiveThread，实现接收服务器信息的功能，主要在run函数中实现该类的功能。
publicvoidrun（）//线程执行体
{sendUserList（）;
while（!
isStop&&!
client.socket.isClosed（））//若套接字没有关闭，则一直执行循环体
{
try{
Stringtype=（String）client.input.readObject（）;//读取服务器发送的聊天信息
if（type.equalsIgnoreCase（"聊天信息"））{//处理聊天信息
StringtoSomebody=（String）client.input.readObject（）;//获取系统信息内容
Stringstatus=（String）client.input.readObject（）;
Stringaction=（String）client.input.readObject（）;
Stringmessage=（String）client.input.readObject（）;
Stringmsg=client.username+action+"对"+toSomebody+
"说"+message+"\n";//显示信息
3附：
源程序
参考文献
【Java语言与面向对象程序设计】
【Java编程案例解析】
【计算机网络通信教程】
附录
（宋体小四号，1.25倍行距）（要求：
附录的有无根据情况需要而定，内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导、符号说明（含缩写）、计算机程序、图纸、表格等。
附录中有程序源代码的因篇幅限制可酌情考虑内容的字号。
）
//用户信息链表类
import.*;
importjava.io.*;
publicclassNode
{
Stringusername=null;
Socketsocket=null;
ObjectOutputStreamoutput=null;
ObjectInputStreaminput=null;
Nodenext=null;
}
importjavax.swing.*;
import.*;
importjava.io.*;
publicclassUserInfoList
{
Noderoot;
Nodepointer;
intcount;
publicUserInfoList（）
{
root=newNode（）;
root.next=null;
pointer=null;
count=0;
}
publicvoidadd（Noden）
{
pointer=root;
while（pointer.next!
=null）
{
pointer=pointer.next;
}
pointer.next=n;
n.next=null;
count++;
}
publicvoiddel（Noden）
{
pointer=root;
while（pointer.next!
=null）
{
if（pointer.next==n）
{
pointer.next=n.next;
count--;
break;
}
pointer=pointer.next;
}
}
publicintgetCount（）
{
returncount;
}
publicNodefind（Stringusername）
{
if（count==0）returnnull;
pointer=root;
while（pointer.next!
=null）
{
pointer=pointer.next;
if（pointer.username.equalsIgnoreCase（username））
{
returnpointer;
}
}
returnnull;
}
publicNodefind（intindex）
{
if（count==0）
{
returnnull;
}
if（index<0）
{
returnnull;
}
pointer=root;
inti=0;
while（i{
if（pointer.next!
=null）
{
pointer=pointer.next;
}
else
{
returnnull;
}
i++;
}
returnpointer;
}
}
//服务端主框架类
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjavax.swing.*;
importjavax.swing.event.*;
importjavax.swing.border.*;
importjava.io.*;
import.*;
publicclassServerFrameextendsJFrame
{
privateJButtonjbStartServer;
privateJButtonjbStopServer;
privateJButtonb1;
privateJScrollPanejs;
privateBorderborder;
privateServerSocketserverSocket;
privateJComboBoxcombobox;
privateJTextAreatextarea;
privateJTextFieldtextfield;
privateJTextFieldsystemMsg;
privateUserInfoListuserInfoList;
privateServerListenThreadlistenThread;
publicServerFrame（）
{
super（"服务端"）;
init（）;
setSize（370,570）;
show（）;
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