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311509060128-刘壮飞-简单的即时通信软件1
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33页
1.1 设计任务 1 1.2 技术指标 1 1.3 论证结果 1 2.1 基于 TCP 协议的即时通信 2 2.2 自定义协议的定义 2 2.2.1 通信原理
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《 计 算 机 网 络 课 程 设 计 》
课 程 设 计 报 告
(2016—2017 学年第二学期)
题 目 简单的即时通信软件
学生姓名 刘 壮 飞
专业班级 软件 15-1
学生学号 311509060128
教师姓名 李 莹 莹
成 绩:
评 语:
教师签名:
日期:
目 录
一.设计任务书....................................................... 1
1.1 设计任务..................................................... 1
1.2 技术指标..................................................... 1
1.3 论证结果..................................................... 1
二.实现原理......................................................... 2
2.1 基于 TCP 协议的即时通信....................................... 2
2.2 自定义协议的定义............................................. 2
2.2.1 通信原理 ............................................... 2
2.2.2 存在的问题 ............................................. 3
2.2.3 文本消息的解决办法 ..................................... 3
2.2.4 依然存在的问题 ......................................... 3
2.2.5 自定义协议的内容 ....................................... 3
2.2.6 使用自定义协议 ......................................... 4
2.2.7 小结 ................................................... 5
2.3 自定义协议的实现............................................. 5
2.3.1 协议工具类的实现 ....................................... 6
2.3.2 结果类的实现 ........................................... 8
2.4 服务器端的实现............................................... 9
2.4.1 服务器类 ............................................... 9
2.4.2 服务器线程类 .......................................... 10
2.5 客户端的实现................................................ 11
2.5.1 客户端界面 ............................................ 11
2.5.2 客户端 ................................................ 11
2.5.2 客户端线程 ............................................ 12
三.实验结果........................................................ 12
3.1 运行结果.................................................... 12
3.2 主要问题及故障分析.......................................... 14
3.2.1 主要问题 .............................................. 14
3.2.2 故障分析 .............................................. 14
3.3 设计结论.................................................... 15
四.附录一:实验相关................................................. 16
4.1 实验数据.................................................... 16
4.2 系统软硬件环境.............................................. 16
4.2.1 硬件环境 .............................................. 16
4.2.2 软件环境 .............................................. 16
4.3 使用说明.................................................... 16
4.4 参考资料.................................................... 16
五.附录二:程序源代码............................................... 17
5.1 客户端类.................................................... 17
5.2 客户端线程端................................................ 18
5.3 视图类...................................................... 20
5.4 协议工具类.................................................. 24
5.5 结果类...................................................... 26
5.6 服务器类.................................................... 27
5.7 服务器线程类................................................ 27
1
一.设计任务书
1.1 设计任务
本文设计的是一个简单的即时通信软件,利用 Java Socket 进行点到点通信,
其工作机制模仿即时通信软件的基本功能,已实现的功能有:
1)客户端登录
2)客户端退出
3)群组成员之间传输文字或图片信息
该软件分为客户端与服务器端,客户端负责与服务器建立连接,且执行收发消息的操作,
服务器端负责等待客户端连接并保存用户的昵称与客户端 Socket 的输出流的对应关系。
1.2 技术指标
本程序使用的是 TCP 协议实现的即时通信软件,程序是基于 Java 语言开发
的,主要用到的技术有:
1)Socket 编程
2)自定义协议
如果使用普通的方法来标记一条消息的结束,如换行符,那么程序就不易扩
展,只能发送纯文本消息,所以需要自己定义一种消息的格式,并且我们还需要
提供发送消息与解析消息的方法。
服务器端创建一个 ServerSocket,循环等待客户端的连接,每当有客户端
连接,就获取到客户端的 Socket 对象,并将该对象交付给一个服务器端线程处
理,服务器端线程会不断从 Socket 的输入流中解析出消息类型、长度及消息内
容,然后根据类型执行不同的操作。
客户端与服务器建立连接,同时开启一个客户端线程接收服务器端发送的消
息,客户端登录是向服务器发送一条登录命令,客户端向服务器发送一条消息首
先需要包装成定义的消息格式,然后再发送给服务器。
不管是发送消息还是发送命令其实本质都是一条消息,向服务器发送的消息
都必须按照定义的格式来。
1.3 论证结果
经论证,这个任务是可行的。TCP 协议的实现细节 Java Socket 已经帮我们
做好了,我们需要做的是定义一个协议工具类,实现发送消息与接收消息的方法,
2
然后客户端与服务器端都利用这两个方法来进行消息的发送与解析。
二.实现原理
2.1 基于 TCP 协议的即时通信
TCP 协议是一种端到端协议,当一台计算机要与远程的另一台计算机连接时,
TCP 协议会让他们建立一个用于发送和接收数据的虚拟链路。TCP 要负责收集数
据信息包,并将其按照适当的次序放好传送,接收端收到后再正确的还原,TCP
协议使用了重发机制,当一个通信实体发送一个消息到另一个通信实体后,需要
接收到另一个通信实体的确认消息,如果没有收到确认消息,则会重发消息。所
以 TCP 协议保证了数据包在传输中不发生错误。通信示意图如图 1 所示。
图 1.通信实体之间通信示意图
在通信实体 1 与通信实体 2 建立虚拟链路前,必须有一方主动来接收其他通
信实体的连接请求,作出“主动”的通信实体称为服务器,发出连接请求的通信
实体称为客户机。
2.2 自定义协议的定义
2.2.1 通信原理
客户端与服务器端相互通信,首先要建立 Socket 连接,连接建立好后双方
都会拿到一个 Socket 对象,通过 Socket 对象拿到输入、输出流可以实现写、读
的功能。服务器端接收到客户端的连接,将客户端的 Socket 对象交付给一个线
程,该线程负责维护该客户端,在线程体中需要使用死循环不断的获取客户端发
给服务器的消息。
服务器
客户机
通信实体 1
通信实体 2
Socket1
Socket2
IO 操作
IO 操作
虚拟链路
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胡说先森
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