聊天程序開(kāi)發(fā)文檔

1、南 京 理 工 大 學(xué)紫金學(xué)院網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)報(bào)告作 者:學(xué) 號(hào)：學(xué)院(系):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專(zhuān) 業(yè):網(wǎng)絡(luò)工程 題 目:多功能聊天程序 2013 年 12 月目 錄一、背景····································

2、;3二、系統(tǒng)功能········································4三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖·······

3、·····························5四、系統(tǒng)模塊劃分···················

4、83;·················7五、詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)·······························

5、;···9六、總結(jié)體會(huì)········································19一. 背景 網(wǎng)絡(luò)聊天室通常直稱(chēng)聊天室，是一種人們可以在線交談的網(wǎng)

6、絡(luò)論壇，在同一聊天室的人們通過(guò)廣播消息進(jìn)行實(shí)時(shí)交談。聊天室可以建立在即時(shí)通訊軟件（如MSN Messenger、QQ）、P2P軟件、萬(wàn)維網(wǎng)（如 Halapo,Meebo ) 等基礎(chǔ)上，萬(wàn)維網(wǎng)方式更為普通和種類(lèi)繁多，交談的手段不局限于文本，更包括語(yǔ)音、視頻。通常聊天室是按照房間或頻道為單位的，在同一房間或頻道的網(wǎng)人可以實(shí)時(shí)地廣播和閱讀公開(kāi)消息。一般情況下，與其它網(wǎng)絡(luò)論壇、即時(shí)通訊不同的是，聊天室不保存聊天記錄。1.1課題背景及意義當(dāng)今世界正處于信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)是這一時(shí)代所謂“信息基礎(chǔ)設(shè)施”。在互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)普及的今天，在互聯(lián)網(wǎng)上聊天對(duì)很多“網(wǎng)蟲(chóng)”來(lái)說(shuō)已經(jīng)是家常便飯了。聊天室程序可以說(shuō)是網(wǎng)上

7、最簡(jiǎn)單的多點(diǎn)通信程序。一個(gè)簡(jiǎn)單的聊天室, 從程序員的觀點(diǎn)來(lái)看就是在多個(gè)I/O端點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)多對(duì)多的通信。基于SOCKET的局域網(wǎng)通信是一種靈活的、易于實(shí)現(xiàn)的、低成本的方法。它可以運(yùn)行在各種使用TCP/IP協(xié)議作為通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上。而在SOCKET API的幫助下，開(kāi)發(fā)基于SOCKET的局域網(wǎng)通信軟件也是易于實(shí)現(xiàn)的。1.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹Visual C+(簡(jiǎn)稱(chēng)VC)是Microsoft公司推出的目前使用極為廣泛的基于Windows平臺(tái)的C+可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境。VC基于C，C+語(yǔ)言，主要由是MFC組成，是與系統(tǒng)聯(lián)系非常緊密的編程工具，它兼有高級(jí)，和低級(jí)語(yǔ)言的雙重性，功能強(qiáng)大，靈活，執(zhí)行效率高，幾乎可說(shuō)V

8、C在 Windows平臺(tái)無(wú)所不能。VC主要是針對(duì)Windows系統(tǒng)，適合一些系統(tǒng)級(jí) 的開(kāi)發(fā)，可以方便實(shí)現(xiàn)一些底層 的調(diào)用。在VC里邊嵌入?yún)R編語(yǔ)言很簡(jiǎn)單。當(dāng)對(duì)系統(tǒng)性能要求很高的時(shí)候，可用VC開(kāi)發(fā)。VC在多線程、網(wǎng)絡(luò)通信、分布應(yīng)用方面，有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。1.3 可行性分析本課程設(shè)計(jì)主要解決在客戶(hù)端于客戶(hù)端的信息交換和客戶(hù)端于服務(wù)器的信息交換及服務(wù)器的信息處理上的管理的課程設(shè)計(jì)。此程序主要分為兩部分：服務(wù)器端和客戶(hù)端。服務(wù)器端用于提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，等待客戶(hù)端發(fā)出請(qǐng)求，登錄到此服務(wù)端，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊和消息的轉(zhuǎn)發(fā)；客戶(hù)端可通過(guò)服務(wù)器端的IP地址發(fā)送連接請(qǐng)求，然后登陸聊天室。在服務(wù)

9、器端的成員列表欄中會(huì)顯示在線的所有人名單，有人退出聊天室，成員列表會(huì)自動(dòng)除名。服務(wù)器端同時(shí)也提供了成員之間的私聊功能，此時(shí)服務(wù)器端作為一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)站，進(jìn)行消息的轉(zhuǎn)發(fā)。整個(gè)程序的主體使用了CSocket類(lèi)的方法，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊聊天。 先啟動(dòng)服務(wù)器端聊天程序，這是聊天服務(wù)器需要指定一個(gè)端口號(hào)，客戶(hù)端則根據(jù)這個(gè)端口號(hào)以及服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址與服務(wù)器進(jìn)行通信。在這里，把端口號(hào)成為“聊天頻道” 。在后面的程序代碼分析中將看到，端口號(hào)并不等同于聊天頻道，而是在聊天頻道上增加一個(gè)固定的偏移值，使得這個(gè)聊天頻道不會(huì)和系統(tǒng)保留的端口發(fā)生沖突。 服務(wù)器啟動(dòng)后將在這個(gè)指定的端口號(hào)中等待客戶(hù)的連接。對(duì)于公共聊天室，服務(wù)器對(duì)客

10、戶(hù)的數(shù)目不做任何限制。而對(duì)于私人聊天室，每個(gè)聊天頻道則只能允許兩個(gè)客戶(hù)互相連接，使得一方發(fā)送的信息只能到達(dá)對(duì)方的主機(jī)中。這里的服務(wù)器提供的是公共聊天服務(wù)。 通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該程序完全可以通過(guò)Visual C+中MFC完成。二需求分析2.1 設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用本課程及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，以作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)踐復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，提高對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。2.2 設(shè)計(jì)要求 采用客戶(hù)/服務(wù)器模式，分為客戶(hù)端程序和服務(wù)器端程序。服務(wù)器采用WINSOCK I/O模型中的任一種，支持多個(gè)客戶(hù)同時(shí)在線聊天?？蛻?hù)端程序和服務(wù)器程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換聊天字符串內(nèi)容，服務(wù)器窗口的列

11、表框中顯示當(dāng)前在線用戶(hù)，支持客戶(hù)端之間的私聊（可以通過(guò)服務(wù)器中轉(zhuǎn)，或考慮UDP打洞直接建立端端連接）。課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)并編程完成兩個(gè)方面的內(nèi)容：首先建立一個(gè)使用TCP協(xié)議的聊天室服務(wù)器，這個(gè)服務(wù)器可以同時(shí)支持多個(gè)用戶(hù)的在線聊天；其次設(shè)計(jì)一個(gè)可以和服務(wù)器通信的聊天室客戶(hù)端。2.3 功能要求² 支持多個(gè)客戶(hù)端的連接，在服務(wù)器和多個(gè)客戶(hù)端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；² 接收客戶(hù)端發(fā)送的消息，并顯示在一個(gè)列表框中；² 在用戶(hù)連接上后有提示，顯示出連接的用戶(hù)名字；² 發(fā)送信息時(shí)可以顯示聊天的所有記錄；2.4 系統(tǒng)主要功能和主要功能描述：服務(wù)器端聊天程序必須能夠做3件事情：（

12、1） 服務(wù)器聊天程序要在待定的端口上等待來(lái)自聊天客戶(hù)的連接請(qǐng)求，并且需要維護(hù)一個(gè)客戶(hù)連接表，以記錄所有成功的連接。（2） 服務(wù)器聊天程序要及時(shí)接受從各個(gè)聊天客戶(hù)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息，然后把這些信息轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)或多個(gè)客戶(hù)連接。對(duì)于公共聊天室，服務(wù)器將把接受到的信息向除源端外的所有客戶(hù)發(fā)送過(guò)去。（3） 服務(wù)器還要監(jiān)控這些連接的狀態(tài)，在客戶(hù)主動(dòng)離開(kāi)或發(fā)生故障時(shí)從列表中刪除相應(yīng)的表項(xiàng)，并及時(shí)更新連接表。這些要求可以通過(guò)CSocket類(lèi)提供的功能實(shí)現(xiàn)。從CSocket派生出兩個(gè)類(lèi)CListenSocket和CClientSocket,它們分別用來(lái)偵聽(tīng)客戶(hù)的連接請(qǐng)求和建立與客戶(hù)的連接。服務(wù)器只需要一個(gè)偵聽(tīng)套接字C

13、ListenSocket，然后根據(jù)客戶(hù)的連接請(qǐng)求動(dòng)態(tài)創(chuàng)建客戶(hù)套接字CClientSocket?？蛻?hù)套接字的數(shù)量是不可預(yù)知的，因此需要一個(gè)列表來(lái)記錄。MFC的CPtrList類(lèi)就能實(shí)現(xiàn)這種功能。客戶(hù)端聊天程序需要完成以下幾個(gè)功能：（1） 客戶(hù)端聊天程序要負(fù)責(zé)建立和維護(hù)與服務(wù)器的連接，通過(guò)獲取用戶(hù)的設(shè)置嘗試與服務(wù)器的連接，并且隨時(shí)檢測(cè)連接的狀態(tài)。（2） 客戶(hù)端聊天程序要把用戶(hù)輸入的信息及時(shí)發(fā)送到聊天服務(wù)器。一般情況下，當(dāng)用戶(hù)輸入一行信息并且按下回車(chē)鍵后聊天程序就要把這一行信息發(fā)送出去，才能及時(shí)地滿(mǎn)足用戶(hù)的交互需求。（3） 要隨時(shí)準(zhǔn)備好接受來(lái)自服務(wù)器的信息，隨時(shí)把接受到的信息顯示出來(lái)，讓用戶(hù)及時(shí)看到

14、對(duì)方的響應(yīng)。（4） 在用戶(hù)退出聊天過(guò)程是要關(guān)閉與服務(wù)器的連接。比較好的做法是提前通知服務(wù)器或者直接給服務(wù)器發(fā)送一條退出通知，使得服務(wù)器能夠及時(shí)掌握客戶(hù)端的連接狀態(tài)，把對(duì)方客戶(hù)的退出信息及時(shí)發(fā)送到對(duì)等實(shí)體上?？蛻?hù)端聊天程序需要使用一個(gè)通過(guò)CSocket類(lèi)派生出來(lái)的CChatSocket類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該套接字用來(lái)發(fā)送一個(gè)與服務(wù)器的連接請(qǐng)求和維持與服務(wù)器的連接，發(fā)送和接收聊天信息，完成上述各項(xiàng)功能。三設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)對(duì)用戶(hù)的要求及功能設(shè)置可以得到以下的流程圖，用戶(hù)首先啟動(dòng)客戶(hù)端，登陸服務(wù)器并向服務(wù)器發(fā)送信息，啟動(dòng)服務(wù)器，服務(wù)器等待客戶(hù)要求并向客戶(hù)反饋在線用戶(hù)信息，用戶(hù)向服務(wù)器發(fā)送信息，服務(wù)器處理用戶(hù)的數(shù)據(jù)

15、，然后用戶(hù)開(kāi)始聊天?？蛻?hù)端的聊天分為對(duì)所有人的信息和私聊的信息，該信息應(yīng)通過(guò)程序控制分別進(jìn)行處理。啟動(dòng)登陸等待客戶(hù)端登陸客戶(hù)端用戶(hù)創(chuàng)建子套接字MessageCListenSocketCClientSocketMessage登陸成功連接上發(fā)送message顯示找到客戶(hù)端并顯示登陸失敗發(fā)送ID和IP三 系統(tǒng)模塊劃分圖1.系統(tǒng)模塊劃分圖服務(wù)器端：服務(wù)器等待用戶(hù)從主窗口發(fā)來(lái)的啟動(dòng)和接收消息的過(guò)程如下：首先，建立自己的套接口。在互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程通信中，全局標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程需要一個(gè)被稱(chēng)為“半相關(guān)”的三元組（協(xié)議，本地主機(jī)地址和本地端口號(hào)）來(lái)描述；而一個(gè)完整的進(jìn)程通信實(shí)例，則需要一個(gè)被稱(chēng)為“相關(guān)”的五元組（協(xié)議，本

16、地主機(jī)地址，本地端口號(hào)，遠(yuǎn)端主機(jī)地址和遠(yuǎn)端端口號(hào)）來(lái)描述。s_sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0），該函數(shù)建立指定格式，數(shù)據(jù)類(lèi)型和協(xié)議下的套接口。地址格式為AF_INET（唯一支持的格式）；數(shù)據(jù)類(lèi)型SOCK_STREAM表示建立流式套接口；第三個(gè)參數(shù)為0，即協(xié)議缺省。Bind(s_sockfd,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server),該函數(shù)建立服務(wù)器本地的半相關(guān)。其中，server是sockaddr_in結(jié)構(gòu)，其成員描述了本地端口號(hào)和本地主機(jī)地址，經(jīng)過(guò)bind（）將服務(wù)器進(jìn)程在網(wǎng)上標(biāo)識(shí)出來(lái)。然后建立連接，先是

17、調(diào)用listen（）函數(shù)表示開(kāi)始偵聽(tīng)，再通過(guò)accept（）調(diào)用等待接收連接。Listen（s_sockfd，2）表示連接請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為2，即允許有兩個(gè)請(qǐng)求。若有多于兩個(gè)請(qǐng)求，則出現(xiàn)錯(cuò)誤，給出錯(cuò)誤代碼。ns=accept（s_sockfd,(struct sockaddr*)& chent,& namelen）, accept() 阻塞缺省等待請(qǐng)求隊(duì)列中的請(qǐng)求，一旦有連接請(qǐng)求來(lái)到，該函數(shù)就建立一個(gè)和s有相同屬性的新的套接口。Client也是一個(gè)sockaddr_in結(jié)構(gòu)，連接建立時(shí)填入請(qǐng)求連接的套接口的半相關(guān)信息。然后，就可以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)了。recv(ns,buf,1024,

18、0), send(ns,buf,pktlen,0)上面兩個(gè)函數(shù)分別負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。recv從建立連接的套接口ns接收數(shù)據(jù)放入buf中；send則將buf中數(shù)據(jù)發(fā)送給ns。至于第四個(gè)參數(shù)，表示該函數(shù)調(diào)用方式，可選擇NSG_DONTROUTE和MSG_OOB,0表示缺省。最后，關(guān)閉套接口?？蛻?hù)端：客戶(hù)端等待用戶(hù)從主窗口發(fā)來(lái)的發(fā)送命令。一旦接收到發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，首先調(diào)用WSAStartup()函數(shù)，初始化Windows Socket DLL，并檢查版本號(hào)：Status=WSAStartup(VersionReqd,lpmyWSAData)；其中，VersionReqd描述了WinSock的版本；l

19、pmyWSAData指向一個(gè)WSADATA結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)描述了Windows Sockets的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。WSAStartup()之后，進(jìn)程通過(guò)主機(jī)名獲取主機(jī)地址：Hostaddr=gethostbyname(server_address)；Hostaddr指向hostent結(jié)構(gòu)，然后，進(jìn)程就不斷地消息循環(huán)，等待用戶(hù)通過(guò)菜單選擇啟動(dòng)。這時(shí)，通過(guò)調(diào)用Clinent(t)來(lái)啟動(dòng)套接口。在Clinent(t)中，首先也是調(diào)用socket()來(lái)建立套接口，為建立連接，必須立刻調(diào)用connect()，進(jìn)程發(fā)出連接請(qǐng)求后就不管了。當(dāng)連接建立好后，WINSOCKDLL自動(dòng)發(fā)出一條消息給窗口函數(shù)，使程序運(yùn)行下去。

20、Connect(s_sockfd，(struct sockaddrFAR*)&dst_addr,sizedlf(dst_addr)；窗口函數(shù)在收到UM_SOCK消息后，判斷是由哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)事件引起的。第一次，必然是由連接事件引起的，這樣，就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的程序，同樣調(diào)用WSAASyncselect()來(lái)提名DWRITE事件，希望在套接口可發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)接收消息。在收到FD_WRITE消息時(shí)，先調(diào)用send()發(fā)送數(shù)據(jù)，在調(diào)用WSAASyncselect()來(lái)提名FD_READ事件，希望在套接口可接收數(shù)據(jù)時(shí)收到消息，在收到FD_READ消息時(shí)，先調(diào)用recv()來(lái)接收數(shù)據(jù)，再提名FD_WRITE事件

21、，如此循環(huán)下去，直到發(fā)生外部事件FD_CLOSE。這時(shí)就調(diào)用WSAAsyncselect(s，hwnd，0,0)來(lái)停止異步選擇。在窗口函數(shù)接收到WM_DESTROY消息時(shí)，先調(diào)用closesocket()來(lái)關(guān)閉套接口，再調(diào)用WSACleanup()終止Windows sockets Dll，并釋放資源四 詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)1. 客戶(hù)端1.1用戶(hù)登錄模塊設(shè)計(jì)BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainBordApp, CWinApp)ON_COMMAND(ID_HELP, CWinApp:OnHelp)END_MESSAGE_MAP()CMainBordApp:CMainBordApp()CMainBordApp theApp;BOOL CMainBordApp:InitInstance()if (!AfxSocketInit()AfxMessageBox(IDP_SOCKETS_INIT_FAILED);return FALSE;AfxEnableControlContainer();#ifdef _AFXDLLEnable3dControls();#elseEnable3dContr