基于JAVA的仿QQ聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李 丹 ，張師毅

(1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院 信息中心,浙江 溫州325027；2.廈門大學(xué) 軟件學(xué)院，福建 廈門361005）

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)聊天工具已經(jīng)成為人們?nèi)粘＝涣鞯囊环N重要工具。它通信速度快，成本低，更重要的是方便人們信息的交流和資料的傳遞，所以開發(fā)一個(gè)易于操作并擁有友好界面的聊天工具可以較好地解決現(xiàn)實(shí)生活中通信費(fèi)用高昂以及電話的單線程通信等問題[1]。QQ聊天系統(tǒng)是一款基于互聯(lián)網(wǎng)的即時(shí)通信系統(tǒng)，它允許人們利用英特網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)地傳送信息,并且能讓用戶選擇性地接受或拒絕其他用戶的信息。由于QQ有著出色的通信性能并且其用戶普及度較高，因此本課題在模仿QQ的前提下，設(shè)計(jì)了一款具有聊天功能及其他附加功能的軟件。

1 系統(tǒng)分析

1.1 需求分析

聊天系統(tǒng)最重要的是服務(wù)器端和客戶端兩個(gè)方面。服務(wù)器端有兩個(gè)主要任務(wù)：

(1)服務(wù)器端應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)ServerSocket，并且不斷進(jìn)行監(jiān)聽，判斷是否有客戶端連接請求或斷開連接。

(2)服務(wù)器端應(yīng)當(dāng)是一個(gè)信息發(fā)送中心，所有客戶端的信息都傳到服務(wù)器端，由服務(wù)器端根據(jù)要求分發(fā)信息給客戶端。

客戶端要完成的工作：

(1)與服務(wù)器端建立通信通道,向服務(wù)器端發(fā)送信息。

(2)接收來自服務(wù)器的應(yīng)答信息。

解決了上述的4個(gè)問題，也就完成了聊天系統(tǒng)的核心任務(wù)。

1.2 功能分析

1.2.1 服務(wù)器端功能

服務(wù)器管理員具有開啟服務(wù)、關(guān)閉服務(wù)、配置服務(wù)器等功能。具體功能圖如圖1所示。

圖1 服務(wù)器管理端功能圖

1.2.2 客戶端功能

客戶端用戶具有登錄、實(shí)時(shí)聊天、發(fā)送抖動(dòng)窗口、禁止抖動(dòng)、保存消息記錄、傳送文件、鏈接游戲等功能。具體功能圖如圖2所示。

圖2 客戶端用戶功能圖

1.3 開發(fā)環(huán)境工具

基于JAVA語言的聊天系統(tǒng)主要運(yùn)用JAVA語言與Socket類[2-3]結(jié)合進(jìn)行開發(fā)。在開發(fā)過程中的主要環(huán)境包括：

(1)服務(wù)器端：Windows平臺上首先有 JAVA的jdk環(huán)境，一般采用jdk1.6，此外需要配置相應(yīng)的path、classpath環(huán)境變量，并添加運(yùn)行所需要的各種jar包，本系統(tǒng)開發(fā)的工具為Eclipse10.0。

(2)客戶端:滿足 JAVA的 jdk環(huán)境，主要采用 jdk1.6。

(3)本次設(shè)計(jì)主要用到的類：java.net包中的 Socket類、java.swing包中的類、java.awt包中的類以及java.util包中的集合類。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是提供滿足用戶雙方直接進(jìn)行實(shí)時(shí)聊天的服務(wù)，在設(shè)計(jì)聊天系統(tǒng)的過程中，必須要考慮好以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

(1)實(shí)現(xiàn)思想

在Internet上的聊天程序一般都是以服務(wù)器提供服務(wù)端連接響應(yīng)，用戶通過客戶端程序登錄到特定服務(wù)器，即可與登錄在同一服務(wù)器上的用戶進(jìn)行交流，這是一個(gè)面向連接的通信過程。因此，要在TCP/IP環(huán)境下[4-5]，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端和客戶端兩部分程序。

(2)服務(wù)器端工作流程

服務(wù)器端通過socket()系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket來對客戶端進(jìn)行接收，并與指定的本地端口綁定bind()，就可以在端口進(jìn)行監(jiān)聽 listen()。Map＜String，socket＞用以存儲用戶姓名和對應(yīng)的Socket。通過ChatRoomServerThread線程類來處理不同請求。如果有客戶端連接請求，則給出一個(gè)相應(yīng)的Socket，將客戶端地址賦給這個(gè)Socket。登錄成功的用戶就可以在服務(wù)器上聊天。

(3)客戶端工作流程

客戶端程序相對簡單，只需要建立一個(gè)Socket與服務(wù)器端連接，成功后通過這個(gè)Socket來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)即可。

2.2 服務(wù)器端程序模塊

服務(wù)器與客戶端間通過套接口Socket(TCP)連接。JAVA API為處理套接口的通信提供了一個(gè)相關(guān)類java.net.Socket,因此在JAVA中使用套接口相對簡單，編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序也相對比較容易。服務(wù)器端采用多線程來滿足多用戶的請求，并在服務(wù)器端通過創(chuàng)建一個(gè)Server-Socket對象來監(jiān)聽來自客戶端的連接請求，默認(rèn)端口自定5044，繼而無限循環(huán)調(diào)用 accept()方法接受客戶程序的連接。

服務(wù)器端程序框圖如圖3所示，服務(wù)器開啟主要步驟為：

(1)制造 ServerSocket，對客戶端進(jìn)行接收

(2)啟動(dòng)服務(wù)器，循環(huán)接收消息

(3)線程類處理各種請求，在 run()方法中依據(jù)不同類型請求進(jìn)行各種操作

2.3 客戶器端程序模塊

客戶端通過Socket與服務(wù)器建立連接。服務(wù)器與客戶端通過構(gòu)造器ObjectInputStream與ObjectOutputStream建立輸入/輸出流，然后雙方通過該輸入/輸出流相互傳遞信息。一旦收到客戶端的連接請求，服務(wù)器accept()方法立即返回一個(gè)新建的Socket對象。客戶端繼而向服務(wù)器發(fā)送消息，比如文件傳輸?shù)龋?wù)器收到來自客戶的請求后，針對不同的消息處理不同的請求。客戶端通過多線程類ReadMessageThread處理用戶不同類型的請求。其程序框圖如圖4所示。

圖3 服務(wù)器端程序框圖

系統(tǒng)除了以上功能之外，還有一些附加功能模塊，可以通過菜單欄進(jìn)行選擇，包括設(shè)置聊天窗口界面、單機(jī)游戲(掃雷)、便利記事本、文件上傳等。

本次設(shè)計(jì)的仿QQ聊天軟件系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，用戶通過客戶端軟件可實(shí)現(xiàn)聊天的基本功能，并添加了一些附加功能。但還存在著一些不足之處，比如用戶管理不夠全面，只能顯示在線用戶；另外系統(tǒng)未與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接。因此系統(tǒng)在投入使用之前還需要不斷地完善。

[1]龐怡,許洪光,姜媛.即時(shí)通訊工具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006,16(16):169-170.

圖4 客戶端程序框圖

[2]童銘.基于Socket的多用戶通信框架及實(shí)現(xiàn)[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,43(3):702-705.

[3]李峰.利用流式Socket編程實(shí)現(xiàn)Window與Linux的通信[J].微計(jì)算機(jī)信息,2006,22(3):112-113.

[4]楊延雙,張建標(biāo),王全明.TCP/IP協(xié)議分析及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[5]李素俠,段友祥.嵌入式TCP_IP協(xié)議的分析與研究[J].微計(jì)算機(jī)信息,2005(20):20-20.