畢業論文-基于java的聊天系統的設計與實現(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ,有效防止了由 于程序員的誤操作而導致的錯誤 ,并且更好地利用了系統資源。 在 C、 C++中 ,對于不同的平臺 ,編譯器對于簡單數據類型如 int,float 等分別分配不同長度的字節數 ,例如 :int 在 IBMPC 中為 16 位 ,在 VAX11 中為 32 位 ,這導致了代碼的不可移植性 ,但在 Java 中 ,對于這些數據類型總是分 配固定長度的位數 ,如對 int型 ,它總占 32位 ,這就保證了 Java的平 臺無關性。 在 C、 C++中 ,可以通過指針進行任意的類型轉換 ,常常帶來不安全性 , 而 Java中 ,運行時系統對對象的處理要進行類型相容性檢查 ,以防止不安全的 轉換。 C、 C++中用頭文件來聲明類的原型以及全局變量、庫函數等 ,在大的系 統中 ,維護這些頭文件是很困難的。而 Java 不支持頭文件 ,類成員的類型和訪 問權限都封裝在一個類中 ,運行時系統對訪問進行控制 ,防止對私有成員的操作。同時 ,Java中用 import語句來與其它類進行通訊 ,以便使用它們的方法。 C、 C++中的結構 和聯合中所有成員均為公有，這就帶來了安全性問題。 Java中不包含結構和聯合，所有的內容都封裝在類中。 C、 C++中用宏定義來實現的代碼給程序的可讀性帶來了困難。在 Java 中不支持宏，它通過關鍵字 final 來聲明一個常量 ,以實現宏定義中廣泛使 用的常量定義 JAVA 語言在網絡上的應用 Java程序可以獲取網絡上結點的圖象、聲音、 HTML文檔及文本等資源，并可以對獲得的資源進行處理。例如 Java 程序可以每隔一定時間讀取某結點提供的最新數據，并以圖表的形式顯示出來。在編程處理上，一般先 生成一個 URL 類型的對象，然后用 Java中相應的方法（ method）獲取該對象所代表的資源。下面列舉一個 Java從網絡上獲取圖象的的方法以說明。 Java Applet 可以直接從網絡上結點獲取圖象并顯示出來， Java 提供了如下方法可以創建對應于其他結點的圖象： getImage(new URL(字符串 )) 其使用格式可有兩種： String url = “結點 URL” 。 Image image。 try { image = getImage(new URL(url))。 } catch(Exception e){ (“Can’t open the URL “)。 } 或 URL imgur=null。 Image image。 try { imgur=new URL(“結點 URL “ )。 }catch (MalformedURLException e) { (“Can’t open the URL “)。 } image=getImage(imgur)。 前一種格式用“ new URL(url)”生成 URL 對象， 并直接作為 getImage 的參數，后一種格式先用“ new URL(url)”生成一個 URL 對象，再傳給 getImage，兩種格式本質上是一樣的。 以上僅是 Java 在客戶端應用的一些方面，目前， Java 更廣泛的應用是在服務器端。 JavaBeans 技術 什么是 JavaBeans？ JavaBeans 就是 Java 的可重用組件技術。 ASP 通過 COM 來擴充復雜的功能，如文件上載、發送 以及將業務 處理或復雜計算分離出來成為獨立可重復利用的模塊。 JSP 通過 JavaBeans 實現了同樣的功能擴充。 JSP 對于在 Web應用中集成 JavaBeans 組件提供了完善的支持。這種支持不僅能縮短開發時間（可以直接利用經測試和可信任的已有組件，避免了重復開發），也為 JSP應用帶來了更多的可伸縮性。 JavaBeans組件可以用來執行復雜的計算任務，或負責與數據庫的交互以及數據提取等。在實際的 JSP開發過程中，讀者將會發現，和傳統的 ASP或 PHP頁面相比， JSP頁面將會是非常簡潔的，由于 JavaBeans 開發起來簡單，又可以利用 Java 語言的強大功能，許多動態頁面處理過程實際上被封 裝 到了 JavaBeans中。 IP/TCP 協議常識 (1)IP、 TCP協議的特點： TCP/IP（ Transmission Control Protocol/Inter Protocol）是傳輸控制協議 /網際協議的縮寫 , TCP/IP是當今網絡互聯的核心協議。 TCP/IP 協議的體系結構共有四個層次 ,即應用層、傳輸層、網絡互聯層和網絡接口層。 IP協議的作用：第一，它是網絡層的協議，提供互聯網上數據傳輸的統一格式。第二，提供不可靠的無連接的服務。第三，定義了互聯網上的傳輸數據的基本單元，提供了供 路由選擇的信息，沒有差錯校驗和處理的機制。 TCP協議的功能：差錯控制 —— 可靠性、面向連接、分段（ Segment）、端口號。TCP 是傳輸控制協議，是面向連接的提供了一種可靠的傳輸服務，它用三次握手和滑動窗口機制來保證傳輸的可靠性，及進行流量控制。 TCP/IP協議具有以下特點： 協議標準具有開放性，其獨立于特定的計算機硬件及操作系統，可以免費使用。 統一分配網絡地址，使得每個 TCP/IP 設備在網絡中都具有唯一的 IP地址。 實現了高層協議的標準化，能為用戶提供多種可靠的服務。 (2)TCP/IP協議進行傳 輸數據傳輸的過程： 應用程序為了傳輸數據會調用 TCP,將數據和對應的參數傳給 TCP,將 TCP 數據包封裝在 IP包內，通過網絡送給目的 TCP。接收方 TCP在接收到數據后通知上層應用程序， TCP 將保證接收數據的正確性。在實現 TCP 的主機上， TCP 可以被看成是一個模塊，和文件系統區別不大， TCP 也可以調用一些操作系統的功能， TCP 不直接和網絡打交道，控制網絡的任務由專門的設備驅動模塊完成。 TCP 只是調用 IP接口，向 TCP提供所有 TCP需要的服務。 (3)端口號： 有的時候，一個 ip 地址不能完整的標識一臺服務器 ，這是應為一臺物理性的計算機同時運行著多個應用程序，這就需要我們來區別同一臺機子上的不同的服務，所以就在傳輸層和應用層上設置接口，就是 端口。端口實際是一個 16位長的 地址，他的范圍是 0～ 65535 之間，其中 0～ 1023 是熟知端口，主要是給提供服務的應用程序使用，這些端口是所有應用進程都只道的， 1024～ 65535 為一般端口，也稱動態端口、連接端口，用來隨時分配要求通信的個客戶端應用程序。在數據傳輸過程中，各種服務器不斷的檢測分配給他的端口，一邊發現要求和他通信的客戶端。 Socket 的簡介 Socket,簡稱套接字，用于實現網絡上客戶和服務器之間的連接。也就是說網絡 上兩個或兩個以上雙工方式通信的進程之間總有一個連接，這個連接的端點成為套接字，套接字是在比較低的層次上通信的。 具體的說：一個服務器應用程序一般偵聽一個特定的端口等待客戶端的連接請求，當一個連接請求到達時，客戶端和服武器端建立一個通信連接，在連接過程中，客戶端被分配一個本地端口與一個 socket建立連接，客戶端通過寫 socket 來通知服務器，以讀 socket 中的信息，類似的服務器也獲得一個本地端口，它需要一個新的端口號來偵聽原始端口上的 其他連接請求。服務器也通過它的本地端口連接一個socket，通過讀寫和客戶端通信。 Socket程序的工作過程： 建立 Socket 連接：在通信開始之前由通信雙方確認身份，建立一條專用的虛擬連接通道。 數據通信：利用虛擬連接通道傳送數據信息進行通道。 關閉：通信結束時，再將所建的虛擬連接拆除。 具體如下： 服務器 三次握手： 第一次握手：原主機發送一個帶有本次連接的序號的請求的一個數據幀 第二次握手：目的主機收到請求后，如果同意連接，則發回一個帶有一個本次連接序號和源端機連接 序列號的確認。 第三此握手：源端機收到含有兩次初始序列號的應答后，在向目的主機發送一個帶有兩次連接的序列號的確認。 1 服務器 socket 2 監聽 4 接收 5 讀 6 寫 7 關閉 3 客戶端etsocket 6 寫 5 讀 7 關閉 具體過程如下 主機 A 主機 B 2 規劃設計 課題來源 根據當前網絡的需求，網絡聊天越來越受各種網民所青睞。因此開發網絡聊天是相當有必要，而且在網站內增加聊天功能，它不僅可以提高網站的訪問量，同時可以留著訪客，更重要的是讓訪客透過聊天室實時的互相交流。而本人也學習過JAVA語言 ，對網絡編程也較有興趣，為了更好的考驗自己對 JAVA語言的掌握程度，本人就決定以《基于 JAVA 聊天設計與實現》為畢業設計，希望通過這一次的能進一步提高本人的網絡開發編程的能力。 需求分析 聊天系統不外乎兩個方面，服務器端和客戶端。簡單分析一下兩個方面所要完成的任務，對設計這個程序來說，等于完成了一半。首先來看一下服務器端的任務： １．服務器端應當建立一個 ServerSocket，并且不斷進行偵聽是否有客戶端連接或者斷開連接 (包括判斷沒有響應的連接超時 )。 SYN=1,SEQ= ACK=1,SYN=1,SEQ= aaaaaaaaaa ACK=1 第一次握手，主機 A 向主機 B 發送連接請求 第二次握手，主機 B 收到主機 A的請求，向主機 A回發一個確認，同時向主機 A 發送一個連接請求 第三次握手，主機 A 收到主機 B發送的數據包在向主機 B發送一個確認連接 ２．服務器端應當是一個信息發送中心， 所有客戶端的信息都傳到服務器端，由服務器端根據要求分發信息。 以上就是服務器端最主要的兩個任務。不難看出，服務器端的任務并不復雜。 客戶端應該完成的工作包括： １．與服務器端建立通信通道，向服務器端發送信息。 ２．接收來自服務器的信息。 相對服務器而言，客戶端的任務更加簡單，有了以上的簡單分析，可以知道，解決上述四個問題，即完成了該聊天系統的核心。 3 系統分析與設計方案 3． 1 聊天系統的總體設計要點 聊天系統的設計跟普通網站設計有著許多不同的地方，普通網站設計所考慮的因素， 例如，普通網站需要對布局進入大量美化以及動畫設計等等，而聊天室只要提供滿足訪客雙方直接實時聊天即可。因此，在設計聊天系統的過程中，必須要考慮好以下幾個設計要點： 實現思想 在 Inter上的聊天程序一般都是以服務器提供服務端連接響應，使用者通過客戶端程序登錄到服務器，就可以與登錄在同一服務器上的用戶交談，這是一個面向連接的通信過程。因此，程序要在 TCP/IP 環境下，實現服務器端和客戶端兩部分程序。 服務器端工作流程 服務器端通過 socket()系統調用創建一個 Socket數組后 (即設定了接受連接 客戶的最大數目 )，與指定的本地端口綁定 bind()，就可以在端口進行偵聽 listen()。如果有客戶端連接請求，則在數組中選擇一個空 Socket，將客戶端地址賦給這個Socket。然后登錄成功的客戶就可以在服務器上聊天了。 客戶端工作流程 客戶端程序相對簡單，只需要建立一個 Socket與服務器端連接，成功后通過這個 Socket來發送和接收數據就可以了。 3 .2 聊天系統的設計步驟及功能模塊劃分 聊天系統工作原理圖 聊天系統