基于Linux下网络聊天室的规划与实现,Android之聊

2019-08-01 作者:www.bifa365365.com   |   浏览(177)

本系统采用C/S结合的结构,客户端与客户端以及客户端与服务器端之间通过基于TCP/IP协议Socket套接口传送消息。服务器设计与实现过程中采用了多线程技术,可以在单个程序当中同时运行多个不同的线程执行不同的任务。大大增强了程序对服务器资源的利用。在Linux下编写并调试服务器端程序和客户端程序,实现了客户、服务器之间的连接和通信。可以在单机上开辟两个窗口实现客户端和服务器,或者两台主机链接分别作为客户端和服务器。总体来说,此设计以嵌入式C语言为开发语言,使用网络套接字socket建立连接,并运行多线程实现数据交换,程序经GCC调试成功,可以在单机网络中使用。

一、实验内容

实现一个简单的聊天程序,要求能多人在线聊天。

我们要设计和实现一个有聊天室功能的APP,需要服务器不断读取来自客户端的信息,并即时地将信息发送给每个连接到本服务器上的客户端,每个客户端可以向服务器发送消息,并不断地接收来自服务器的消息,并将消息显示在界面上。这样就实现了客户端与客户端之间的即时聊天功能。

第二章 linux网络聊天室设计思想

二、实验目的

1、熟悉网络编程的基本知识,掌握 Socket 套接字的使用。
2、加深网络编程中对网络 TCP 协议的理解,以及采用 TCP 协议进行的三次握手的具体过程。
3、锻炼、学习查找相关资料来解决实际问题的实践动手能力以及独立解决问题的能力。
4、通过成品的制作,对理论知识的运用,来培养学习兴趣或者扩展学习。

我用草图画了一下及基本流程为:

2.1 功能分析

三、实验步骤
一、实验界面设计:

1、主要分为两个界面:登陆界面和聊天界面。分别如下图:

登陆界面:

www.bifa365365.com 1

登陆界面.png


聊天室界面:

www.bifa365365.com 2

聊天室界面.png

二、实验详细实现过程:

1、登陆模块:
用户首先注册账号,程序在后台会将注册账号发送服务器,检查注册账号是否重复,若没有同名,则登陆成功,界面跳转到聊天界面。如果同名,弹出提示消息重新命名。
2、聊天模块:
(1)界面组成:界面主要分为四大块:显示聊天记录的文本域、发送消息的文本域、发送消息或者取消按钮、显示在线用户 List 组件。
(2)功能实现:
如何实现多人在线聊天?
在服务器端开启多线程来监听客户端请求,每连接一个请求,就开启一个线程。代码实现如下:

server = new ServerSocket(port);
JOptionPane.showMessageDialog(null, "服务器登陆成功!");
list = new ArrayList<String>();
map  = new HashMap<String, Socket>();
while(true){ 
        socket = server.accept();
        Thread thread = new Thread(new ThreadSocket(socket));
        thread.start();
}

开启服务器,监听端口 port ,每接受一个请求,开启一个 Thread ,用户登录成功后将用户名存储在 List 集合中,同时将该套接字 socket 存在 map 集合中。

服务器如何判断用户名同名?
每一个用户在登陆时,在 List 集合中检查是否同名,没有就登陆成功,同时将新用户添加到 Listwww.bifa365365.com, 集合中。

客户如何进行交互?
基本实现是:客户将消息发给服务器,服务器根据 map 集合将消息再转发给其他所有用户。代码实现如下:

Set keyset = Server.map.keySet();
Iterator it = keyset.iterator();
while(it.hasNext()){
    String name = (String) it.next();
    if(!name.equals(userName)){
    Socket clientSocket= Server.map.get(name);
    sendToClient(clientSocket,message);
    }
}

客户端如何接发消息?
客户端设置两个线程,一个接受消息,一个发送消息。

如何动态显示在线用户?
服务器根据 List 集合中存贮的名单发给所有客户,客户端接受后,通过 List Swing组件显示。每次登陆新用户或者用户下线,服务器端会在 List 集合动态增减,从而动态显示在线用户。

3、实验演示:
如下图:

www.bifa365365.com 3

GIF.gif

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本系统是想在Linux系统下实现一个聊天室系统,只要有服务器和客户端。它具备的基本功能包括注册、登陆、一对一私聊、查看在线人数等。

四、实验总结:

1、java语言中,加深了面向对象编程的理解,加深对抽象以及功能分解思想的运用。
2、加强了java中GUI图形化开发中各种组件的运用,以及java中多线程编程运用。
3、加强锻炼了网络编程基础技术,加深了对TCP协议的理解,锻炼自身的编程能力以及独立解决问题的实践能力。

原理与思路:

使用TCP面向连接的套接字来建立服务端和客户端两个IP地址端点之间的会画。

服务器端主要完成用户信息的存储、客户端命令的响应与接收、信息的转发等功能。

客户端主要完成登陆、聊天信息的接收以及发送信息等功能。客户端必须在服务器启动后才能连接成功,用户登陆以后聊天室的客户端会显示用户已经登陆,可以与服务器进行即使聊天。

1、 服务器端:负责处理用户发来的各种信息,管理用户的动作(注册、登陆、一对一私聊、查看在线人数)和管理用户的信息。

服务器端设计

服务器端是整个聊天室的核心部分,它涵盖了客户端的加入、客户端请求如何处理等一系列功能,客户发送的信息也是通过服务器端发送给其他用户的。

2、 客户端:主要用于查看在线人数、发送信息给特定用户等功能,

系统的安全性

服务器的安全包括两个部分,一是服务器本身软件和硬件上的安全性,比如防止安全漏洞;而是客户和服务器通讯协议的安全性设计,防止通过协议本身非法攻击服务器。

2.2 总体设计

系统并发服务能力

多线程并发处理可以使CPU效率达到最高,举个例子来说,网络的数据传送速率远远低于CPU的处理能力,本地文件系统资源的读写速度也远远低于CPU的处理能力,在传统的单线程环境中,在一个线程程序中如果出现阻塞则整个程序都可以能停止运行,而在一个多线程的程序中就不会出现这样的问题。当一个线程阻塞时,别的线程依然可以大大地提高CPU的效率。

本聊天室系统采用了c/s形式。服务器主要是处理客户输入信息。首先要存储客户的个人资料,相当于注册。再有,在客户的聊天信息时,也要记录下客户的聊天记录,已备查看聊天记录所用。当然,服务器还有自己的动态数据处理。客户状态分为链接客户和非连接客户,我采用结构体存储链接客户信息,以链表来记录链接客户。而链接客户又分为登陆客户和未登陆客户,这就通过修改链表上客户的名字。当客户一链接客户服务端时,就给客户一个账号,也就是相当于注册信息,同时并发服务器一直在为连接用户创建线程,系统的总设计框图如下:

服务器端主要类的定义

SerFrame类是服务器端程序的入口,其中包括一个主窗体、若干个容器、按钮和文本框。Init()方法是使整个图形界面初始化。同时还有ServerStart() 方法和ServerStop()两个方法,当运行ServerStart()方法时就会创建一个ServerSocket()对象并设定1001端口号,关闭聊天界面会自动断开连接。

serConnect类集成了Thread线程类,并重写了父类的main()方法。方法中的run()方法一直处于监听状态,直到返回值为false时,也就是服务器关闭时。控制输入输出流来显示在线信息,并发送到用户管理的设计。

免费下载地址在

服务器端用户管理的设计

通过定义UesrInfoList和Node这两个类来实现服务器管理用户功能,当服务器接收到一个客户端的请求,服务器就会初始化一个Node节点作为客户端,Node类中包括输入输出、用户名等必要的属性,还定义了其它自身引用NodeNext,其作用是将客户端设计成链接表,通过这个属性让他们互相连接,这样设计的优点是不需要再定义Map或者List来存放客户端结点,只要在Node中增加一个属性就能够实现,从而提高性能。UserInfoList中定义了对Node结点查找、增加、删除等方法,无论是发送信息、上线、下线和私聊都是调用UserInfoList中的方法来确定对哪个客户端进行操作的。Node对象是存放在内存中的,当ServerSocket关闭的时候会释放资源,Node结点失效。

用户名与密码都是www.linuxidc.com

服务器端消息显示设计

服务器端是所有消息中转战和系统消息发出站。在客户端Node类定义两个属性,分别是ObjectOutputStream和ObjectIntputStream,这是java语言的输出输入流,应用所有所有信息的传递。首先ServerListenerThread会捕获到客户端的请求,然后引用ChatRoom类并调用ObjectOutStream方法发送消息。如果是群聊,则调用SendMessage中的SendMsgToAll发送到每一个客户端,并调用UserInfoList来获取所有客户。客户端获得消息后调用服务器中定义的Node类中的OutputStream将接受的显示到图形界面中的文本输出框。若果是私聊,UserInfoList会查找到是哪个用户,再调用SendMessage方法将消息发送到指定客户端。

具体下载目录在 /2012年资料/6月/13日/基于Linux下网络聊天室的设计与实现 PDF/

客服端设计

客户端中实现了客户界面的显示以及与服务器端的数据交换,包括接收和发送信息。它继承了Thread线程类,因而多个客户端可以并发执行。

www.bifa365365.com 5

客户端设计准则

客户端作为面对普通的群体,其作用是非常重要的,它的权限没有服务器高。在客户端的设计中只要加入客户端启动界面和发送、接收信息的线程以及一些对基本字符串的简单功能,其他复杂的功能都由服务器来完成。

客户端主要类的定义

ChatClient类中定义了客户端的主要函数,login方法是用于用于登陆的 ,不需要事先注册,用户名不为空即可登陆。另外,还要logout下线以及发送信息的方法。客户端的主界面的初始化写在inti方法中,和服务器端界面类似,它由一个panel和若干个按钮和textArea组成,这些Swing组件与服务器端的监听器相连。

客户端登陆设计

程序登陆需要验证,若果用户不是已经存在的用户名,则基本的那个路成功。登陆功能中首先要实例化一个Socket,传入本机的IP地址和连接服务器的端口号,然后congratulationsocket对象获取输入流,实例化用户线程并启用,若果服务器未启动则抛出异常,并在主界面中显示错误信息。

客户端发端发送信息的设计

SendMessage方法实现发送信息,该方法首先获得要发送的对象和内容,然后把提示信息、聊天方法、聊天对象、聊天内容和表情依次通过输出流发送给服务器端,发送一条并及时清空一次缓存,服务器会根据接收到的信息作相应的处理。

客户端显示收到的消息的设计

ReiMessage方法实现接收消息,该方法中定义了一个while循环,只要用户没有断开与服务器的连接或者下线,则消息一直处于接收状态。当输入流接收服务器发送的内容后,用了条件语句判断是和何种类型的信息,并对其加上相对应的类型提示信息的处理。最后送交主界面进行显示。

我找了两份参考样文,先是Java的:

还有一个是Android的:

创建服务器主类:

package com.home.server; 

import java.io.IOException; 
import java.net.ServerSocket; 
import java.net.Socket; 
import java.util.ArrayList; 

public class MyServer { 

    // 定义保存所有Socket的集合  
    public static ArrayList<Socket> socketList = new ArrayList<Socket>(); 

    public static void main(String[] args) throws IOException { 
        ServerSocket ss = new ServerSocket(20000); 
        System.out.println("服务器创建成功!"); 
        System.out.println("等待客戶端的连接。。。"); 
        while (true) { 
            // 此行代码会阻塞,等待用户的连接  
            Socket socket = ss.accept(); 
            System.out.println("有客户端连接进来!"); 
            socketList.add(socket); 
            // 每当客户端连接后启动一条ServerThread线程为该客户端服务  
            new Thread(new ServerThread(socket)).start(); 
        } 
    } 

} 

  Server:

package com.home.server;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;

public class MyServer {

 // 定义保存所有Socket的集合
 public static ArrayList<Socket> socketList = new ArrayList<Socket>();

 public static void main(String[] args) throws IOException {
  ServerSocket ss = new ServerSocket(20000);
  System.out.println("服务器创建成功!");
  System.out.println("等待客戶端的连接。。。");
  while (true) {
   // 此行代码会阻塞,等待用户的连接
   Socket socket = ss.accept();
   System.out.println("有客户端连接进来!");
   socketList.add(socket);
   // 每当客户端连接后启动一条ServerThread线程为该客户端服务
   new Thread(new ServerThread(socket)).start();
  }
 }

}

服务器的线程:

package com.home.server; 

import java.io.BufferedReader; 
import java.io.IOException; 
import java.io.InputStreamReader; 
import java.io.OutputStream; 
import java.net.Socket; 

public class ServerThread implements Runnable { 
    // 定义当前线程所处理的Socket  
    private Socket socket = null; 
    // 该线程所处理的Socket所对应的输入流  
    BufferedReader br = null; 

    public ServerThread(Socket socket) throws IOException { 
        this.socket = socket; 
        // 初始化该Socket对应的输入流  
        br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), 
                "utf-8")); 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
        try { 
            String content = null; 
            // 采用循环不断从Socket中读取客户端发送过来的数据  
            while ((content = readFromClient()) != null) { 
                // 遍历socketList中的每个Socket,将读到的内容向每个Socket发送一次  
                for (Socket s : MyServer.socketList) { 
                    OutputStream os = s.getOutputStream(); 
                    os.write((content   "n").getBytes("utf-8")); 
                } 
            } 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    } 

定义读取客户端数据的方法:

    private String readFromClient() { 
        try { 
            return br.readLine(); 
        } 
        // 如果捕捉到异常,表明该Socket对应的客户端已经关闭  
        catch (Exception e) { 
            // 删除该Socket  
            MyServer.socketList.remove(socket); 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        return null; 
    } 
} 

客户端主体类Activity:

package com.home.activity; 

import java.io.OutputStream; 
import java.net.Socket; 

import android.app.Activity; 
import android.os.Bundle; 
import android.os.Handler; 
import android.os.Message; 
import android.view.View; 
import android.view.View.OnClickListener; 
import android.widget.Button; 
import android.widget.EditText; 

import com.home.R; 
import com.home.util.ClientThread; 

public class MultiThreadClient extends Activity { 
    private EditText input, show; 
    private Button sendBtn; 
    private OutputStream os; 
    private Handler handler; 

    @Override 
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
        super.onCreate(savedInstanceState); 
        setContentView(R.layout.activity_main); 
        input = (EditText) findViewById(R.id.main_et_input); 
        show = (EditText) findViewById(R.id.main_et_show); 
        sendBtn = (Button) findViewById(R.id.main_btn_send); 
        handler = new Handler() { 
            @Override 
            public void handleMessage(Message msg) { 
                // 如果消息来自子线程  
                if (msg.what == 0x234) { 
                    // 将读取的内容追加显示在文本框中  
                    show.append("n"   msg.obj.toString()); 
                } 
            } 
        }; 
        Socket socket; 
        try { 
            socket = new Socket("192.168.0.101", 20000); 
            // 客户端启动ClientThread线程不断读取来自服务器的数据  
            new Thread(new ClientThread(socket, handler)).start(); 
            os = socket.getOutputStream(); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        sendBtn.setOnClickListener(new OnClickListener() { 

            @Override 
            public void onClick(View v) { 
                try { 
                    // 将用户在文本框内输入的内容写入网络  
                    os.write((input.getText().toString()   "rn").getBytes()); 
                    // 清空input文本框数据  
                    input.setText(""); 
                } catch (Exception e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        }); 
    } 

} 

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