網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計-簡單的聊天室程序設(shè)計

1、 網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程設(shè)計論文2012 2013學(xué)年第二學(xué)期題 目： UDP聊天程序 專業(yè)班級： 網(wǎng)絡(luò)10-5班 學(xué) 號： 311009040504 姓 名： 王亞歌 指導(dǎo)老師： 張 俊 日 期： 2013-6-25 目 錄一、引言22、 基礎(chǔ)理論21、 UDP協(xié)議簡介22、 系統(tǒng)需求分析3三、功能設(shè)計4 1、設(shè)計目的42、設(shè)計要求44、 系統(tǒng)實現(xiàn)5 1、原理概述52、程序設(shè)計流程5五、 設(shè)計過程6 1、程序設(shè)計流程及源代碼6源代碼6主機(jī)A6主機(jī)B102、 調(diào)試分析過程描述15 3、結(jié)果分析15六、結(jié)論16參考文獻(xiàn)16一、 引言 隨著計算機(jī)科學(xué)和 Internet 的飛速發(fā)展，網(wǎng)上聊天室已成為人們

2、相 互交流的一種方式，與 Email 電話相比，聊天服務(wù)更具有實時性和 有效性。本課題是 java基于UDP協(xié)議的聊天程序。聊天室分為客戶 端和服務(wù)器端，服務(wù)器端程序主要用來負(fù)責(zé)偵聽客戶發(fā)來的消息，客 戶端需要等服務(wù)器登錄成功以后檢測到服務(wù)器存在的情【關(guān)鍵詞】UDP 協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)聊天室；.Windows Socket 網(wǎng)絡(luò)編程二、基礎(chǔ)理論1、UDP協(xié)議簡介 Windows Socket 網(wǎng)絡(luò)編程簡介 Windows Sockets 規(guī)范本意在于提供給應(yīng)用程序開發(fā)者一套簡單的 API，使應(yīng)用程序開 發(fā)者能夠使用，并且網(wǎng)絡(luò)軟件供應(yīng)商能夠?qū)崿F(xiàn)的一套庫函數(shù)調(diào)用和相關(guān)語義?，F(xiàn)在的 Windows Sock

3、ets 已經(jīng)基本上實現(xiàn)了與協(xié)議無關(guān)，你可以使用 Windows Sockets 來調(diào)用多種 協(xié)議的功能，但較常使用的是 TCP/IP 協(xié)議。 Socket 實際在計算機(jī)中提供了一個通信端口， 可以通過這個端口與任何一個具有 Socket 接口的計算機(jī)通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接 收的信息都通過這個 Socket 接口來實現(xiàn)。微軟為 VC 定義了 Windows Sockets 類如CAsyncSocket 類和派生于 CAsyncSocket 的 CSocket 類，它們簡單易用。 根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)類型的不同，Socket 主要分為三類：1)流式 Socket(SOCKSTREAM)，在 這種方

4、式下，兩個通訊的應(yīng)用程序之聞要先建立一種虛擬的連接，提供可靠的、面向連接的 通 信 流 ， 它 使 用 ”TCP” 協(xié) 議 。 從 而保證了數(shù)據(jù)傳 輸 的 正 確 性 和 順 序 的 。 2) 數(shù) 據(jù) 報 Socket(SOCKDGRAM)，它使用數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP，定義了一種無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互 獨(dú)立的報文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證可靠、無差錯。3)原始 Socket，原始套接字 允許對底層協(xié)議如 IP 或 ICMP 直接訪問， 它功能強(qiáng)大但使用較為不便， 主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。 UDP 協(xié)議簡介 UDP 協(xié)議是一個面向無連接的協(xié)議。其連接的建立不必像 TCP 那樣需要服務(wù)器端偵

5、聽， 也不需要有客戶機(jī)請求連接， 屬于一種“強(qiáng)制”性的網(wǎng)絡(luò)連接。 提供一對一或一對多的、 UDP 無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)。該服務(wù)對消息中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供不可靠的、最大努力的傳送，這意味 著它不保證數(shù)據(jù)的到達(dá)，也不保證所傳送的數(shù)據(jù)報的順序是否正確，UDP 不重新傳輸丟失的 數(shù)據(jù)。其主要工作是：將應(yīng)用程序傳輸過來的數(shù)據(jù)分塊交給網(wǎng)絡(luò)層，確認(rèn)接受到分組信息。 盡管 UDP 無法像 TCP 一樣提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，但 UDP 并不比 TCP 缺乏優(yōu)越性。UDP 在傳輸 效率方面比 TCP 要高一些， 而且許多應(yīng)用程序并不需要保證嚴(yán)格的傳輸可靠性， 比如視頻會 議系統(tǒng)等，需要實時的交互，但并不要求音頻視頻的絕對

6、正確。 UDP 優(yōu)缺點(diǎn)： 1UDP 不要求保持一個連接； 2UDP 沒有因接收方認(rèn)可收到數(shù)據(jù)包（或者當(dāng)數(shù)據(jù)包沒有正確抵達(dá)而自動重傳）而帶 來的開銷； 3設(shè)計 UDP 的目的是用于短應(yīng)用和控制消息； 4在一個數(shù)據(jù)包連接一個數(shù)據(jù)包的基礎(chǔ)上，UDP 要求的網(wǎng)絡(luò)帶寬比 TCP 更小。2、系統(tǒng)需求分析 （一） 客戶需求分析 分析客戶的需求，這里只列出比較核心的部分。 (1) 只限于局域網(wǎng)內(nèi)聊天。 (2) 簡易的操作界面。 。 (3) 可以同時與多個人聊天。 (4) 可以保存聊天記錄。 （二）性能需求分析 （1）可靠性高，能在由于系統(tǒng)問題或其它原因產(chǎn)生錯誤后，作出相對應(yīng)處理，比如網(wǎng)絡(luò) 初始化失敗、服務(wù)器不

7、在線等，可以提示用戶安全退出本程序，在出現(xiàn)不可知的錯誤以后， 可以盡量安全的退出程序。 在程序的設(shè)計過程中， 要求能盡可能多的設(shè)想到用戶使用過程中 可能發(fā)生的事件，并能在判斷事件后做出相應(yīng)的處理，使程序具有較高的容錯性能。 （2）宜操作性，程序簡單易懂，容易上手使用。設(shè)計界面是，簡化界面的復(fù)雜性，模擬 QQ 等現(xiàn)有即時通訊工具的界面，使用戶能很容易看懂并使用。（3）開發(fā)文檔易理解，保證以后自己開發(fā)時，能夠清晰的理解整個系統(tǒng)的設(shè)計思路和實 現(xiàn)細(xì)節(jié)。 （4） 模塊化設(shè)計此軟件的功能， 不同的模塊實現(xiàn)不同的功能， 使得軟件易于維護(hù)與擴(kuò)展。 （三）運(yùn)行需求分析 （1）用戶界面 程序較小，啟動速度快，無

8、啟動界面。在本地局域網(wǎng)中使用，所以無需進(jìn)行用戶登錄， 無需認(rèn)證界面，啟動后的應(yīng)用界面要清爽，設(shè)計要簡單明了，要具有較高的易用性。 （2）故障處理 在遇到可預(yù)知的故障與情況時， 能提示用戶并自動退出； 在遇到不可預(yù)知的故障時能安 全退出。三、功能設(shè)計 開發(fā)一個專用于實現(xiàn)兩臺計算機(jī)之間即時通訊的軟件，以方便兩臺計算機(jī)之間信息的交流。，在連接并通信時，尤其是近程的即時通訊，徹底的脫離了遠(yuǎn)程的服務(wù)器，避免了和遠(yuǎn)程服務(wù)器連接時過多的浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。并且避免了服務(wù)器忙或與服務(wù)器無法連接時，浪費(fèi)過多時間用于和服務(wù)器建立連接！因此，這個軟件是極具適應(yīng)性和實用性的即時通訊軟件！本次課程設(shè)計的目的是學(xué)習(xí)基于UDP協(xié)

9、議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天程序，已達(dá)到學(xué)會面向無連接方式的程序設(shè)計方法，并理解網(wǎng)絡(luò)編程中面向無連接的概念。1、課程設(shè)計的內(nèi)容 用戶數(shù)據(jù)報（UDP）是一個無連接協(xié)議，使用這種協(xié)議時，需要在兩臺計算機(jī)之間建立固定的連接，也就是說，通信雙方?jīng)]有服務(wù)器和客戶機(jī)之分，它們之間進(jìn)行的是對等通信，所以它的優(yōu)勢很明顯，是現(xiàn)代通信不可或缺的一部分。所以，利用它的優(yōu)勢設(shè)計一個可以實現(xiàn)私聊和群聊的軟件，實現(xiàn)兩臺計算機(jī)間的即時通訊。2、 課程設(shè)計要求 基于UDP協(xié)議實現(xiàn)一對一的聊天的聊天，提供友好的用戶界面，便于用戶進(jìn)行操作。根據(jù)目前使用聊天程序的用戶需求顯示，用戶對于聊天程序主要有以下幾點(diǎn)要求：（1） 聊天功能：可以實現(xiàn)實時接

10、收和發(fā)送文字信息，并能支持公聊和私聊的方式。 （2）用戶功能：可以查看對方的開放信息，以及發(fā)送方的IP 四、系統(tǒng)實現(xiàn)1、原理概述 采用UDP協(xié)議，通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)方式。因此，現(xiàn)在的IP偵探在你僅僅跟對方發(fā)送聊天消息的時候是無法獲取到IP的。UDP 協(xié)議是不可靠協(xié)議，它只管發(fā)送，不管對方是否收到。但它的傳輸很高效，因為UDP協(xié)議排除了信息可靠傳遞機(jī)制，將安全和排序等功能移交給上層應(yīng)用來完成，極大降低了執(zhí)行時間，使速度得到了保證。例如，騰訊采用了上層協(xié)議來保證可靠傳輸：如果客戶端使用UDP協(xié)議發(fā)出消息后，服務(wù)器收到該包，需要使用UDP協(xié)議發(fā)回一個應(yīng)答包。如此來保證消息可以無遺漏傳輸。2、程序的開發(fā)步

11、驟如下：1、 創(chuàng)建UDPmessage類，繼承JFrame成為框體類，并實現(xiàn)ActionListener接口。該類中包括多個成員變量，它們分別是信息接收文本域，信息發(fā)送文本框，IP文本框、“發(fā)送”按鈕和數(shù)據(jù)包套接字。2、 在構(gòu)造方法中初始化窗體組間，并將組間布局 到窗體中，然后調(diào)用Server（）方法創(chuàng)建數(shù)據(jù)包套接字，并添加“發(fā)送”按鈕的事件監(jiān)聽器。3、 編寫Server（）方法，該方法負(fù)責(zé)創(chuàng)建DatagramSocket數(shù)據(jù)包套接字和接收信息的DatagramPacket數(shù)據(jù)包，最重要的是，該方法在線程中使用無限循環(huán)實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的接收，這是網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計必須掌握的接收數(shù)據(jù)的方法，這樣才能保證數(shù)據(jù)

12、的持續(xù)接收。然后獲取數(shù)據(jù)包中的IP信息，也就是數(shù)據(jù)包發(fā)送者的IP地址，這個IP地址將隨數(shù)據(jù)包中的信息一起添加到信息接收文本域中，以區(qū)分信息的發(fā)布者。4、 實現(xiàn)ActionListener借口中的actionPerformed（）方法，該方法用于處理“發(fā)送”按鈕的單擊事件，它需要獲取ip文本框中的IP信息，這個IP地址將綁定到準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包中。5、 編寫本類的main（）主方法，只需簡單地創(chuàng)建主窗體對象就可以了。 6 . 在兩臺計算機(jī)上分別運(yùn)行，修改IP文本框中的IP地址為接收一方的IP，輸入內(nèi)容點(diǎn)擊放松就可以接收了。五、 設(shè)計過程實現(xiàn)代碼如下：主機(jī)A的代碼：package qq;import

13、 java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.io.IOException;import .*;import javax.swing.*;public class UDPmessage extends JFrame implements ActionListener /* * */private static final long serialVersionUID = 1L;private JTextArea text;/信息接收文本域private JTextField ipText;/IP文本框private JTextField send

14、Text;/信息發(fā)送文本框private JButton button;/發(fā)送按鈕private DatagramSocket socket;/數(shù)據(jù)報套接字private JScrollBar vsBar;/滾動條 public UDPmessage()setTitle("UDP聊天程序");/設(shè)置窗體標(biāo)題setBounds(100,100,400,300);/窗體定位與大小setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);/默認(rèn)關(guān)閉操作為退出程序setLayout(new BorderLayout();/窗體使用邊界布局管理器t

15、ext=new JTextArea();/實例化信息接收文本域text.setEditable(false);/信息接收文本域不可編輯JScrollPane textPanel=new JScrollPane(text);/信息接收文本域添加滾動面板vsBar=textPanel.getVerticalScrollBar();/獲取滾動面板的垂直滾動條add(textPanel,BorderLayout.CENTER);/添加滾動面板到窗體居中位置JPanel panel=new JPanel();/創(chuàng)建panel面板BorderLayout panelLayout=new BorderLay

16、out();/創(chuàng)建邊界布局管理器panelLayout.setHgap(5);/設(shè)置布局水平邊界panel.setLayout(panelLayout);/將布局管理器注入panel面板ipText=new JTextField("122.206.73.14");/實例化IP文本框（請輸入你自己IP地址）panel.add(ipText,BorderLayout.WEST);/添加文本框到panel面板sendText=new JTextField();/實例化信息發(fā)送文本框panel.add(sendText,BorderLayout.CENTER);/添加信息發(fā)送文本框

17、到panelbutton=new JButton("發(fā)送");/實例化發(fā)送按鈕panel.add(button,BorderLayout.EAST);/添加按鈕到panel面板add(panel,BorderLayout.SOUTH);/添加面板到窗體setVisible(true);/顯示窗體server();/調(diào)用Server（）方法button.addActionListener(this);/添加按鈕事件監(jiān)聽器private void server() trysocket=new DatagramSocket(9527);/實例化數(shù)據(jù)報套接字byte buf=new

18、 byte1024;final DatagramPacket dpl=new DatagramPacket(buf,buf.length);/創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包Runnable runnable=new Runnable()/定義線程public void run()while(true) /使用無限循環(huán)體tryThread.sleep(100);/線程休眠時間為100mssocket.receive(dpl);/接收數(shù)據(jù)包int length=dpl.getLength();String message=new String(dpl.getData(),0,length);/獲取數(shù)據(jù)包的字

19、符串信息String ip=dpl.getAddress().getHostAddress();if(!InetAddress.getLocalHost().getHostAddress().equals(ip)text.append(ip+":n "+message+"n");vsBar.setValue(vsBar.getMaximum();/控制信息滾動catch(IOException e)e.printStackTrace();catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();new Thread

20、(runnable).start();catch(SocketException e)e.printStackTrace();public void actionPerformed(ActionEvent ev)tryString ip=ipText.getText();/獲取IP文本框內(nèi)容InetAddress address=InetAddress.getByName(ip);byte data=sendText.getText().getBytes();/獲取發(fā)送的數(shù)據(jù)DatagramPacket dp=new DatagramPacket(data,data.length,addres

21、s,9527);/定義數(shù)據(jù)包String myip=InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();/獲取本機(jī)IP/將發(fā)送信息添加到信息接收文本域中text.append(myip+":n "+sendText.getText()+":n");socket.send(dp);/發(fā)送數(shù)據(jù)包sendText.setText(null);catch(UnknownHostException e)e.printStackTrace();catch(IOException e) e.printStackTrace();pub

22、lic static void main(String args) UDPmessage udp= new UDPmessage(); udp.setVisible(true);運(yùn)行后的對話框主機(jī)B的代碼：package qq;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.io.IOException;import .*;import javax.swing.*;public class UDPmessage extends JFrame implements ActionListener /* * */private static

23、 final long serialVersionUID = 1L;private JTextArea text;/信息接收文本域private JTextField ipText;/IP文本框private JTextField sendText;/信息發(fā)送文本框private JButton button;/發(fā)送按鈕private DatagramSocket socket;/數(shù)據(jù)報套接字private JScrollBar vsBar;/滾動條public UDPmessage()setTitle("UDP聊天程序");/設(shè)置窗體標(biāo)題setBounds(100,100

24、,400,300);/窗體定位與大小setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);/默認(rèn)關(guān)閉操作為退出程序setLayout(new BorderLayout();/窗體使用邊界布局管理器text=new JTextArea();/實例化信息接收文本域text.setEditable(false);/信息接收文本域不可編輯JScrollPane textPanel=new JScrollPane(text);/信息接收文本域添加滾動面板vsBar=textPanel.getVerticalScrollBar();/獲取滾動面板的垂直滾動條add(

25、textPanel,BorderLayout.CENTER);/添加滾動面板到窗體居中位置JPanel panel=new JPanel();/創(chuàng)建panel面板BorderLayout panelLayout=new BorderLayout();/創(chuàng)建邊界布局管理器panelLayout.setHgap(5);/設(shè)置布局水平邊界panel.setLayout(panelLayout);/將布局管理器注入panel面板ipText=new JTextField("122.206.73.136");/實例化IP文本框（請輸入你自己IP地址）panel.add(ipText,

26、BorderLayout.WEST);/添加文本框到panel面板sendText=new JTextField();/實例化信息發(fā)送文本框panel.add(sendText,BorderLayout.CENTER);/添加信息發(fā)送文本框到panelbutton=new JButton("發(fā)送");/實例化發(fā)送按鈕panel.add(button,BorderLayout.EAST);/添加按鈕到panel面板add(panel,BorderLayout.SOUTH);/添加面板到窗體setVisible(true);/顯示窗體server();/調(diào)用Server（）方法

27、button.addActionListener(this);/添加按鈕事件監(jiān)聽器private void server() trysocket=new DatagramSocket(9527);/實例化數(shù)據(jù)報套接字byte buf=new byte1024;final DatagramPacket dpl=new DatagramPacket(buf,buf.length);/創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包Runnable runnable=new Runnable()/定義線程public void run()while(true) /使用無限循環(huán)體tryThread.sleep(100);/線程休

28、眠時間為100mssocket.receive(dpl);/接收數(shù)據(jù)包int length=dpl.getLength();String message=new String(dpl.getData(),0,length);/獲取數(shù)據(jù)包的字符串信息String ip=dpl.getAddress().getHostAddress();if(!InetAddress.getLocalHost().getHostAddress().equals(ip)text.append(ip+":n "+message+"n");vsBar.setValue(vsBar

29、.getMaximum();/控制信息滾動catch(IOException e)e.printStackTrace();catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();new Thread(runnable).start();catch(SocketException e)e.printStackTrace();public void actionPerformed(ActionEvent ev)tryString ip=ipText.getText();/獲取IP文本框內(nèi)容InetAddress address=InetAddress.ge

30、tByName(ip);byte data=sendText.getText().getBytes();/獲取發(fā)送的數(shù)據(jù)DatagramPacket dp=new DatagramPacket(data,data.length,address,9527);/定義數(shù)據(jù)包String myip=InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();/獲取本機(jī)IP/將發(fā)送信息添加到信息接收文本域中text.append(myip+":n "+sendText.getText()+":n");socket.send(dp);/發(fā)送數(shù)據(jù)包sendText.setText(null);catch(UnknownHostException