1、本科毕业论文（20 届）基于 JAVA 的聊天室的设计与实现客户端所在学院专业班级 计算机科学与技术学生姓名指导教师完成日期摘要随着互联网的发展，网络聊天工具作为一种交流工具，已经受到网民的青睐。目前，出现了很多功能强大的聊天工具，其中应用比较广泛的有腾讯QQ、MSN-Messager 等等。这个项目是用 Java 技术制作的，其中 Java 是一种程序设计语言，它具有简单的、面向对象、分布式、健壮性、安全性、可移植性等特点，并且提供了多线程的功能，使得在一个程序里可同时执行多个小任务，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/Se
2、rver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。经过分析这些情况，该局域网聊天工具采用 Eclipse 为基本开发环境和 Java 语言进行编写，首先可在短时间内建立系统应用原型，然后，对初始原型系统进行不断修正和改进，同时，采用多线程、多任务的设计思想，开发出性能稳定，功能全面的服务器。完整的实现系统的功能。通过本次毕业设计可以学到如何应用和实现面向对象的各种方法，如何使用 Eclipse 集成开发环境来创建和开发项目，从而完整的实现整个系统的功能。该系统主要包括了服务器
3、端和客户端界面使用两部分，其中服务器端用来接收新用户的注册和注册用户的登录验证以及进行服务器信息和用户信息的管理，其中用到了 Socket 套接字建立服务器，服务器能读取、转发客户端发来的信息。客户端通过注册界面让新用户进行注册；通过登录界面使用已注册的用户名和密码登录到聊天服务器；用户通过登录验证后即可进行在线聊天。多用户的即时聊天功能必须使用 Thread 类来建立多线程。本聊天系统采用 Eclipse为基本的开发环境，用 java 语言进行程序的编写的。关键词：客户端/服务器，多线程，聊天，socketABSTRACTWith the development of the Interne
4、t, the chat tool as a communication tool, has been popularly accepted by netizens of all ages. At present, there are many powerful chat tools, of which Tencent QQ,MSN - Messager are much more prevalent.This project is with Java technology produced of, which Java is a programming language, it has sim
5、ple of, and-oriented object, and distributed, and robust sexual, and security, and portability, features, and provides has multithreaded of features, makes in a program in can while implementation multiple small task, development in the using has computer network programming of basic theory knowledg
6、e, as TCP/IP agreement, and client/server end mode (Client/Server mode), and network programming of design method,. Read, send to the information in network programming, is to use streams to achieve the exchange of information, which he introduced to the realization of a system of information flow a
7、nalysis, contains some basic software engineering methods. After analysis of the situation, using Eclipse as a development environment and LAN chat tool written in the Java language, first of all, you can build systems application prototype in a short time, and then, to keep the initial prototype sy
8、stem fixes and improvements, at the same time, multithreaded, multitasking design ideas, developed a stable performance, full-featured server. Complete system functionality. This can learn how to apply for graduation design and realization of object-oriented methods, how to use the Eclipse integrate
9、d development environment to create and develop projects, so as to complete the entire system functionality.The system includes both server-side and client-side interface uses two main parts, which server to use for new user registrations and registered user login authentication, and server informat
10、ion and user information management, which was used to establish Server Socket , the server can read the message, forwarded to the client. Registered by the client interfaces to register new users through login with a registered username and password to log on to the chat server; after user login au
11、thentication for online chat. Multi-user chat Thread class must be used to create threads. This chat system uses Eclipse as a basic development environment, with programs written in the Java language.Key words: Client / server, multiple threads, chat, socket目录1绪论 .11.1 课题背景 .11.2 课题研究的目的和意义 .11.3 国内
12、外概况 .21.4 课题的主要研究工作 .22. 系统开发环境与实用技术 .22.1 本课题开发环境的选择 .22.2 本课题开发工具的选择 .32.3 SOCKET 技术 .42.4 多线程技术 .43. 系统的分析与设计 .53.1 系统的总体需求 .53.2 客户端的功能 .63.3 流程设计 .73.4 分析 SOCKET 在客户端的开发流程 .83.5 系统的设计方案 .83.6 性能需求分析 .104. 系统的实现 .104.1 系统的模块分析 .104.2 主要引入的包 .104.3 主要代码 .114.4 界面设计 .145. 总结 .17参考文献 .18致谢 .1811 绪论
13、随着信息科学的进步与互联网络的发展，虽然通过网络的聊天软件很多，但针对于内部系统的、局域网内的聊天和公司内部的上下级沟通的聊天通讯软件却很少。所以开发一个此类型的即时通讯系统就变得非常有意义了。而在技术选择上 Java 技术自然成为实现此系统的首选。本文所介绍的网络聊天系统是基于 JAVA 编程语言开发设计的，其主要特性是能动态、实时的完成消息的传递，且具有高效的交互性，能更有效的处理客户请求，其运行时所需环境及工作流程和各模块的工作原理将在本文依次介绍，并且文中提供了部分程序源代码。1.1 课题背景在这个信息极其发达的时代，我们目前可以用来进行信息交流的方法也非常多，比如电报、电话、电子邮件
14、等通讯手段，但是这些或者不方便或者有局限性或者有费用的问题，比如电话就是属于费用比较高的一种方式，电子邮件则不是一种及时联系的手段，需要一定时间才能到达，只能作为一种辅助交流的手段。但是，聊天室这个就能很好的解决这个问题，大家可以各自在不同的地点就可以在聊天室中发言，大家互相讨论，而且好的聊天室还有各种表情符号等可以加强我们的表达，并且费用低廉，信息交流速度快，只有这样，才能在这个涌动的社会中加强联系，创造出更多的财富。1.2 课题研究的目的和意义近年来，随着 Internet 的迅速崛起，互联网已日益成为收集提供信息的最佳渠道并逐步进入传统的流通领域。于是网络聊天室开始流行起来，越来越多的用
15、户通过网络聊天畅谈自己的心扉。随着越来越多的应用人群，开发一个网络聊天室是极其有意义的。本课题主要介绍的是基于 JAVA 的网络聊天室的开发设计，其主要功能是能够动态、实时的完成信息的传递，并且具有高效的交互性和有效的处理用户请求，易于维护和更新。为了更好的充实人们的生活，我特做此系统更满足人们在日常生活的需要和需求，也为了满足人们在信息流通方面的方便，使得人们更能分享互联网上的资源，使得的网络的意义更能充分的体现。交流是系统的关键也是目的，它能让你在简单的对话中了解复杂的社会，多彩的世界，使得人与人之间的距离彻底拉近，就像是面对面的交谈，彼此之间没有界限，没有差别，只有心与心的共振。21.3
16、 国内外概况目前国内外做聊天系统的公司很多，产品也琳琅满目，国内有诸如腾讯QQ、新浪 UC、网易泡泡等，国外有著名的 MSN 以及跨平台 Gaim 等。本人取最具代表性的 QQ 和 MSN 进行了一些研究，作为我开发聊天系统的准备。腾讯无疑是国内即时通讯市场的霸主，自从 99 年进入即时通讯领域并迅速占市场之后，其在国内用户数量始终高居榜首，即使近几年面对微软 MSN 的强大攻势，腾讯 QQ 的时常占有率依然稳步增长。腾讯的成功与其对 QQ 的不断创新和完善是分不开的。参考了许多网络上的资料，以及自己通过观察腾讯 QQ 运行时的各种细节。可以确定腾讯 QQ 是以多服务器提供服务、服务器总控客户
17、端、客户端之间 UDP 直连通信的。并且在两个客户端之间不能建立直连的情况下，才由服务器进行中转通信。1.4 课题的主要研究工作本系统是一个典型的聊天系统。该程序分两大部分来编写，服务器端和客户端。服务器端用来响应客户端所发出的请求，并把接受到客户端的响应分别作出响应的处理。客户端用来接收用户的请求，然后做出相应的操作。其中网络传输的实现和多线程技术是此聊天系统的核心部分，而 Java 提供的 API 函数中针对网络编程的 Socket 类正是针对网络编程的，Java 语言是一种支持多线程的语言，多线程在服务器端主要是要满足支持多个用户的同时登陆，在客户端主要满足一对多的同时聊天。2. 系统开
18、发环境与实用技术2.1 本课题开发环境的选择在进行开发之前，首先决定的第一个问题就是该使用什么开发环境来编写，以目前常用的开发语言来讲有 C/C+、NET 技术、JAVA、VB 几种。还有Eclipse、JBuilder 等，这些并不是语言，而是程序在构建程序时的“集成开发工具” ，不过它们在开发设计的过程中也占有相应重要的角色，因为选用正确的集成开发工具，可以加速程序设计的进行、测试与排错，因而对整体进度具有决定性的影响。1、就执行平台而言，必须考虑的问题之一是用户可能使用的操作系统。用户可能使用的是 Windows 和 Linux。JAVA 语言具有平台无关性，可以不需要任何修改就可以运行
19、在支持 JAVA 的任何计算机上。2、JAVA 的 Swing 组件开发技术可以开发丰富的图形界面，并且 Swing API 类提供了丰富的外部接口和方法，可以方便实现系统功能。33、就项目开发而言，纯粹的面向对象，加上数量巨大的类所提供的方法库的支持，使得利用 JAVA 开发各种应用程序，可以说是易如反掌。此外，在程序除错、修改、升级和增加新功能等方面，因其面向对象的特性，使得这些维护也变得非常容易。4、JAVA 支持内在的多线程运行，提供分布式的并发机制，运行效率高。5、异常处理，为了使 Java 程序更稳定、更安全， Java 引入了异常处理机制。能够在程序中产生异常情况的地方，执行相应
20、的处理，不至于因突发或意外的错误造成执行中断或是死机。通过这种异常处理，不仅能够清晰地掌握整个程序执行的流程，也使得程序的设计更为严谨。6、高性能，Java 可以在运行时直接将目标代码翻译成机器指令。Sun 用直接解释器一秒钟内可调用 300，000 个过程。翻译目标代码的速度与 C/C+的性能没什么区别。7、网络功能，Java 可以说是借助因特网而重获新生的，自然具备编写网络功能的程序。不论是一般因特网/局域网的程序，如 Socket、Email 、基于 Web服务器的 Servlet、JSP 程序，甚至连分布式网络程序，如 CORBA、RMI 等的支持也是非常丰富的，使用起来也很方便。8、
21、源回收处理，Garbage Collection 是由 JVM 对内存实行动态管理的。程序需要多少内存、哪些程序的内存已经不使用了，需要释放归还给系统，这些烦琐且危险的操作全部交由 JVM 去管理。让我们能够更专心地编写程序，而不需要担心内存的问题。内存的统一管理，对于跨平台也有相当大的帮助。2.2 本课题开发工具的选择Java 的开发工具有很多，而且各有优缺点，Eclipse 是一个开放可扩展的集成开发环境（IDE ） 。它不仅可以用于 Java 的开发，通过开发插件，它可以构建其他的开发工具。Eclipse 是开放源代码的项目，并可以免费下载。支持最新的Java 标准，并且缩短了开发周期。
22、一直以其友好的集成开发环境在业界受到广泛的赞誉，这也是 Eclipse 一直是广大程序员最喜爱的 Java 开发工具的原因之一。Eclipse 的可视化集成开发环境包括文本编辑、工程创建工具、对象浏览器和调试器等。用户可以在集成开发环境中创建工程和打开功能，建立、打开和编辑文件，并可以编译、运行和调试应用程序。可以说在 Eclipse 集成开发环境中开发 Java 程序，快速而且高效。其主要特点如下：开放的可扩展 IDE成功的底层图形界面 API强大的插件加载功能可以通过导入一些 CVS 相关的插件来实现版本管理的便易性42.3 Socket 技术Socket 概述套接字（Socket）技术用
23、于实现网络上客户端程序和服务器端程序之间的连接，即网络上两个以双工方式通信的进程之间的连接端点称为套接字。套接字相对 URL 而言是在较低层次上进行通信。套接字是 TCP/IP 中的基本概念，它的作用类似于日常使用的插座，主要用来实现将 TCP/IP 包发送到指定的 IP 地址。通过 TCP/IP Socket 可以实现可靠、双向、一致、点对点、基于流的主机和 Internet 之间的连接。使用 Socket 可以用来连接 Java 的 I/O 系统到其他程序，这些程序可以在本地计算机上，也可以在 Internet 的远程计算机上。利用 Socket 实现数据传送的基本原理服务器程序启动后，服
24、务器应用程序侦听特定端口，等待客户的连接请求，当一个连接请求到达时，客户和服务器之间建立一个通信连接，在连接过程中，客户被分配一个本地端口号与一个 Socket 连接，客户通过写 Socket 来通知服务器，服务器通过读 Socket 来获取信息。类似地，服务器也获取一个本地端口号，它需要一个新的端口号来侦听原始端口上的其他连接请求。服务器也给它的本地端口连接一个 Socket 并读写它，以便与客户通信。应用程序一般仅在同一类的套接字之间通讯。不过只要底层的通信协议允许，不同类型的套接字之间也可以通信。套接字（Socket）的类型Java 中套接字一般有两种类型：TCP 套接字和 UDP 套接
25、字。TCP 和 UDP 扮演相同角色，但做法不同。两者都接收传输协议数据包并将其内容向前传送到表示层。TCP 把消息分解成数据包（数据报，datagrams ）并在接收端以正确的顺序把它们重新装配起来。TCP 还处理对遗失数据包的重传请求。有了 TCP，位于上层的层要担心的事情就少多了。UDP 不提供装配和重传请求这些功能。它只是向前传送信息包。位于上层的层必须确保消息是完整的并且是以正确的顺序装配的。一般而言，UDP 强加给您的应用程序的性能开销更小，但只在应用程序不会突然交换大量数据并且不必装配大量数据报以完成一条消息的时候。否则，TCP 才是最简单或许也是最高效的选择。2.4 多线程技术
26、多线程，是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线5程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间运行多于一个线程，进而提升整体处理效能。具有这种能力的系统包括对称多处理机、多内核处理器以及芯片级多处理（Chip-level multithreading）或同时多线程（Simultaneous multithreading）处理器。多线程概述多线程是这样一种机制，它允许在程序中并发执行多个指令流，每个指令流都称为一个线程，彼此间互相独立。线程又称为轻量级进程，它和进程一样拥有独立的执行控制，由操作系统负责调度，区别在于线程没有独立的存储空间，而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间
27、，这使得线程间的通信远较进程简单。多个线程的执行是并发的，也就是在逻辑上“同时” ，而不管是否是物理上的“同时” 。如果系统只有一个 CPU，那么真正的“同时”是不可能的，但是由于 CPU 的速度非常快，用户感觉不到其中的区别，因此我们也不用关心它，只需要设想各个线程是同时执行即可。多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于，由于各个线程的控制流彼此独立，使得各个线程之间的代码是乱序执行的。在 Java 中实现多线程Java 提供了类 java.lang.Thread 来方便多线程编程，这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程，我们以后的讨论都将围绕这个类进行。那么如何提供给 J
28、ava 我们要线程执行的代码呢？让我们来看一看 Thread 类。Thread 类最重要的方法是 run()，它为 Thread 类的方法 start()所调用，提供我们的线程所要执行的代码。为了指定我们自己的代码，只需要覆盖它！方法：继承 Thread 类，覆盖方法 run()，我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() ,加入线程所要执行的代码即可。3. 系统的分析与设计3.1 系统的总体需求人们日常生活中越来越多地使用新技术来为自己的工作和学习服务。一个操作简单、界面友好、运行稳定的网络聊天室对于小型局域网内的用户可以起到很好的交流作用。本聊天系统就是一个用于局域网的聊天系统
29、，虽然聊天的基本功能和许多大型的聊天室相比该聊天系统比较简单，但能实现聊天的基本功能，可以公聊和私聊等，基于时间和技术的原因，很遗憾传送文件的功能尚未实现。服务器端主要完成两个功能：服务器信息管理和用户信息管理。服务器端启动服务器与客户端进行连接。客户端主要实现三个方面的功能：用户注册、用户登录和用户聊天。客户6端申请与服务器端建立连接，当客户断与服务器端建立连接通道后就可以向服务器端发送登陆信息，然后客户端完成信息的编辑、发送和接受功能。图 3.1 系统的功能模块3.2 客户端的功能服务器程序启动后，服务器应用程序侦听特定端口，等待客户的连接请求，当一个连接请求到达时，客户和服务器之间建立一个通信连接，连接成功后同时连接到服务器端的两个已注册用户就可以在聊天室进行聊天。3.2.1 用户注册用户可以通过提供基本信息注册成为本聊天系统的合法用户。（1）判断用户名、密码、头像、年龄等信息是否不为空。（2）判断输入密码与判断密码是否一致。（3）判断电子邮件是否为合法电子邮件。3.2.2 用户登录注册用户可以通过输入用户名和密码登录聊天系统以便与其他用户聊天。（1）判断用户名是否存在。（2）判断登录的用户名和密码是否正确。（3）退出登录程序。聊天系统服务器端客 户 端服务器信息管理用户信息管理用户注册用户登录用户聊天交 互
