基于java的局域网聊天系统.doc

1、 1 目录 1 引言 . 2 1.1 课题要求及目标 . 2 1.2 开发目标 . 6 2 系统总体设计 （针对一个完整的题目） . 7 2.1 用例图及用例描述 . 7 2.2 系统结构 . 9 3. 系统详细设计与实现 .11 3.1 引言 .11 3.2 程序系统的结构 .12 3.3 类级说明 .13 3.4 函数级说明 .2 4 总结 . 36 4.1 运行结果 .37 4.2 测试与分析 46 5 任务分配表 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 46 2 1 引言 1.1 课题要求及目标 （ 1） 课题要求 软件名： 网上聊天 系统（分服务器端和客户端两部分） 功能： 使用 W

2、insock 实现网上聊天功能（实现时可在一台机器上调试运行）。用户可以通过客户端连接到服务器端并进行网上聊天。当然，聊天时可以启动多个客户端。 编程语言： java 硬件平台 CPU:Pentium4 以上 内存： 128M 以上 软件平台 操作系统： windows 系列， mac 系列， linux 等 开发工具 ： Eclipse， JDK6 描述： (1)实现群聊和私聊； (2)实现文件的发送与接收； (3)实现截图功能； (4)实现用户列表的维护 。 (5)实现字体的改变 （ 2） 开发技术 Socket 的编程模型如图 1 所示。 图 1 Socket 的编程模型 3 字节流套接

3、字 (Stream Socket) 是最常用的套接字类型， TCP/IP 协议族中的 TCP 协议使用此类接口。字节流套接口提供面向连接的、无差错的、发送先后顺序一致的、无记录边界和非重复的网络信息包传输。其模型如图 2 所示。 数据报套接字 (Datagram Socket) TCP/IP 协议族中的 UDP 协议使用此类接口，它是无连接的服务，它以独立的信息包进行网络传输，信息包最大长度为 32KB，传输不保证顺序性、可靠性和无重复性，它通常用于单个报文传输或可靠性不重要的场合。数据报套接口的一个重要特点是它保留了记录边界。其模型如图 3 所示。 原始数据报套接字 (Raw Socket)

4、 提供对网络下层通讯协 议 (如 IP 协议 )的直接访问，它一般不是提供给普通用户的，主要用于开发新的协议或用于提取协议较隐蔽的功能。 图 2 面向连接的 SOCKET 编程模型 4 图 3 面向非连接的 SOCKET 编程模型 Windows Sockets 规范中定义了一个新的数据类型 SOCKET，这一类型的定义对于将来Windows Sockets 规范的升级是必要的。这一类型的 定义保证了应用程序向 Win32 环境的可移植性。因为这一类型会自动地从 16 位升级到 32 位。 （ 3） 程序开发环境和开发语言 创建套接字 socket() 应用程序在使用套接字前，首先必须拥有一个

5、套接字，系统调用 socket()向应用程序提供创建套接字的手段，其调用格式如下： SOCKET socket(int af, int type, int protocol); 该调用要接收三个参数： af、 type、 protocol。参数 af 指定通信发生的区域， UNIX系统支持的地址族有： AF_UNIX、 AF_INET、 AF_NS 等，而 DOS、 WINDOWS 中仅支持AF_INET，它是网际网区域。因此，地址族与协议族相同。 参数 type 描述要建立的套接字的类型 。若取 SOCK_STREAM 表示要创建的套接字是流套接字，取 SOCK_DGRAM 创建的是数据报套

6、接字，取 SOCK_RAW 表示创建原始套接字。 参数 protocol 说明该套接字使用的特定协议，如果调用者不希望特别指定使用的协议，则置为 0，使用默认的连接模式。 若套接字创建成功则该函数返回所创建的套接字句柄 SOCKET ，否则产生INVALID_SOCKET 错误。 指定 本地地址 bind() 当一个套接字用 socket()创建后，存在一个名字空间 (地址族 ),但它没有被命名。 bind()5 将套接字地址（包括本地主机地址和本地端口地址）与所创建的套接字号联系起来，即将名字赋予套接字，以指定本地半相关。其调用格式如下： int bind(SOCKET s, const s

7、truct sockaddr* name, int namelen); 参数 s 是由 socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符 (套接字号 )。 参数 name 是赋给套接字 s 的本地地址，它由 struct sockaddr 结构表示， namelen 表明了name 的长度。 如果没有错误发生， bind()返回 0。否则返回值 SOCKET_ERROR。 sockaddr 结构随选择的协议不同而变化，因此一般情况下另一个与该地址结构大小相同的 sockaddr_in 结构更常用， sockaddr_in 结构用来标识 TCP/IP 协议下的地址，并可以方便地通过强制类型转

8、换将其转换为 sockaddr 结构， sockaddr_in 的格式如下： struct sockaddr_in short sin_family; /*AF_INET*/ u_short sin_port; /*16 位端口号 */ struct in_addr sin_addr; /*32 位 IP 地址 */ char sin_zero8; /*保留 */ 监听连接 listen() 此调用用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。 listen()需在 accept()之前调用，其调用格式如下： int listen(SOCKET s, int backlog); 参数 s 标识一个本

9、 地已建立、尚未连接的套接字号，服务器愿意从它上面接收请求。backlog 表示请求连接队列的最大长度，用于限制排队请求的个数，目前允许的最大值为 5。如果没有错误发生， listen()返回 0。否则它返回 SOCKET_ERROR。 listen()在执行调用过程中可为没有调用过 bind()的套接字 s 完成所必须的连接，并建立长度为 backlog 的请求连接队列。 调用 listen()是服务器接收一个连接请求的四个步骤中的第三步。它在调用 socket()分配一个流套接字，且调用 bind()给 s 赋于一个名字之后调用 ，而且一定要在 accept()之前调用。 建立套接字连接

10、connect()与 accept() 这两个系统调用用于完成一个完整相关的建立，其中 connect()用于建立连接。无连接的套接字进程也可以调用 connect()，但这时在进程之间没有实际的报文交换，调用将从本地操作系统直接返回。这样做的优点是程序员不必为每一数据指定目的地址，而且如果收到的一个数据报，其目的端口未与任何套接字建立 “连接 ”，便能判断该端口不可操作。而 accept()用于使服务器等待来自某客户进程的实际连接。 connect()的 调用格式如下： int connect(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namel

11、en); 参数 s 是欲建立连接的本地套接字描述符。 参数 name 指出说明对方套接字地址结构的指针。对方套接字地址长度由 namelen 说明。 如果没有错误发生， connect()返回 0。否则返回值 SOCKET_ERROR。在面向连接的协议中，该调用导致本地系统和外部系统之间连接实际建立。 由于地址族总被包含在套接字地址结构的前两个字节中，并通过 socket()调用与某个协议族 相关。因此 bind()和 connect()无须协议作为参数。 accept()的调用格式如下： SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr * addr, int

12、FAR* addrlen); 参数 s 为本地套接字描述符，在用做 accept()调用的参数前应该先调用过 listen()。 addr 指向客户方套接字地址结构的指针，用来接收连接实体的地址。 addr 的确切格式由套接字创建时建立的地址族决定。 addrlen 为客户方套接字地址的长度（字节数）。 如果没有错误发 生， accept()返回一个 SOCKET 类型的值，表示接收到的套接字的描述符。否则返回值 INVALID_SOCKET。 accept()用于面向连接服务器。参数 addr 和 addrlen 存放客户方的地址信息。调用前，参6 数 addr 指向一个初始值为空的地址结构

13、，而 addrlen 的初始值为 0；调用 accept()后，服务器等待从编号为 s 的套接字上接受客户连接请求，而连接请求是由客户方的 connect()调用发出的。当有连接请求到达时， accept()调用将请求连接队列上的第一个客户方套接字地址及长度放入 addr 和 addrlen，并创建一个与 s 有相同特性的新套接字号。新的套接字可用于处理服务器并发请求。 四个套接字系统调用， socket()、 bind()、 connect()、 accept()，可以完成一个完全五元相关的建立。 socket()指定五元组中的协议元，它的用法与是否为客户或服务器、是否面向连接无关。 bin

14、d()指定五元组中的本地二元，即本地主机地址和端口号，其用法与是否面向连接有关：在服务器方，无论是否面向连接，均要调用 bind()；在客户方，若采用面向连接，则可以不调用 bind()，而通过 connect()自动完成。若采用无连接，客户方必须使用 bind()以获得一个唯一的地址。 以上讨论仅对客户 /服务器模式而言，实际上套接字的使用是非常灵活的，唯一需遵循的原则是进程通信之前，必须建立完整的相关。 数据传输 send()与 recv() 当一个连接建立以后，就可以传输数据了。常用的系统调用有 send()和 recv()。 send()调用用于在参数 s 指定的已连接的数据报或流套接

15、字上发送输出数据，格式如下： int send(SOCKET s, const char *buf, int len, int flags); 参数 s 为已连接的本地套接字描述符。 buf 指向存有发送数据的缓冲区的指针，其长度由 len 指定。 flags 指定传输控制方式，如是否发送带外数据等。如果没有错误发生，send()返回总共发送的字节数。否则它返回 SOCKET_ERROR。 recv()调用用于在参数 s 指定的已连接的数据报或流套接字上接收输入数据，格式如下： int recv(SOCKET s, char *buf, int len, int flags); 参数 s 为已

16、连接的套接字描述符。 buf 指向接收输入数据缓冲区的指 针，其长度由len 指定。 flags 指定传输控制方式，如是否接收带外数据等。如果没有错误发生， recv()返回总共接收的字节数。如果连接被关闭，返回 0。否则它返回 SOCKET_ERROR。 关闭套接字 closesocket() closesocket()关闭套接字 s，并释放分配给该套接字的资源；如果 s 涉及一个打开的TCP 连接，则该连接被释放。 closesocket()的调用格式如下： BOOL closesocket(SOCKET s); 参数 s 待关闭的套接字描述符。如果没有错误发生， closesocket(

17、)返回 0。否则返回值 SOCKET_ERROR。 （ 4） 每个人自行完成上述任务。 1.2 开发目标 本课程设计目标是实现方便快捷的局域网多人在线聊天系统，人性化的 界面，主要功能如下： (1)实现群聊和私聊； (2)实现文件的发送与接收； (3)实现截图功能； (4)实现用户列表的维护。 (5)实现字体的改变 7 2 系统总体设计 （针对一个完整的题目） 2.1 用例图及用例描述 客户端 服务器端 8 主要用例描述： 用例名： 客户端登录 主要参与者： 用户 概述： 用户通过此用 例连接服务器 交互过程： 1.用户打开客户端 2.用户输入服务器地址，端口 3.输入昵称，性别 4.点击登陆

18、进行登录，触发用例 用例名： 群聊，私聊 主要参与者： 用户 概述： 用户通过此用例与其他用户聊天 交互过程： 1.用户编写聊天信息 2.点击发送按钮即可完成发送 用例名： 文件传送与接收 主要参与者： 用户 概述： 用户通过此用例完成文件传送与接收 交互过程： 1.选择接受者 2.用户点击发送文件按钮 3.选择文件，并发送 4.用户接收文件 9 用例名： 截图 主要参与者： 用户 概述： 通过此用例用户可以完成截图并保存 交互过程： 1.用户点击截图按钮 2.确定截图范围 3.保存 用例名： 保存聊天记录 主要参与者： 用户 概述： 通过此用例用户可以保存并查看聊天记录 交互过程： 1.用户点击聊天记录 2.保存 用例名： 保存日志 主要参与者： 管理员 概述： 通过此用例管理员可以完成保存系统日志 交互过程： 1.用户点击保存日志 2.保存 用例名： 维护用户列表 主要参与者： 管理员 概述： 通过此用例管理员可以完成维护用户列表 交互过程： 2.2 系统结构 服务器 -客户端结构图： 10 小型通信系统 客户端 服务器端 改登录 添管理用户列表 删发送文件 显接收文件 界截图 搜群聊 消私聊 登维护用户列表 I管理用户 打保存系统日志 公保存聊天日志