《Java程序设计实训》开发Chat即时聊天系统
一、开放实验项目
Java项目开发—Chat即时聊天系统
二、开放实验时间
201X.XX.XX—201X.XX.XX
三、开放实验地点
专业微机室二（B-4009）
四、开放实验目的
综合利用JDK、Eclipse开发环境，实现中小型项目的设计。
本系统采用C/S架构，基于TCP协议实现数据在服务器和客户端之间进行传输，实现
聊天信息的存储。
通过“Chat即时聊天系统”的设计过程，深刻了解掌握面向对象程序设计语言Java的
核心概念和特性；了解编程技术知识，学会处理异常状况，深入了解Java数据库功能，熟
练掌握图形界面的操作技术，掌握Java应用软件的开发环境和开发过程；灵活选择程序设
计思想，在编写过程中进一步体会Java与其它编程语言的不同之处，分析出Java的优点和
先进之处。
同时，使学生能够深入的了解软件项目开发的流程和步骤，掌握每一部分的设计
和实现方法，以及充分利用现有的软件工程设计工具来完成项目的设计。
五、开放实验内容
1．概要设计
采用Socket类建立套接字实现客户端与服务端的通讯。
总体数据流图
服务端数据流图
2.设计原理
(1)．利用多线程实现多客户机制。
服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求，一旦监听到客户请求，服务器就会启动一个专门的服务线程来响应该客户的请求，而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态，等待下一个客户的到来。
(2).服务器在接受客户方的请求后，立即高度一个线程以处理服务器与客户方之间的交互，主程序则返回继续监听端口，等待下一个客户的连接请求。
前一个线程在完成相应的交互过程后自动退出，连接也将自动关闭。
(3).在服务器的程序中首先创建单个Server Socket，并调用accept()来等候一个新连接，一旦accept()返回，就取得获得结果的Socket，并用它新建
一个线程，令其只为那个特定的客户提供服务。
然后再调用accept()，等候下一个新的连接请求。
3.客户端设计
（1）、数据流图
.
定义Client类控制客户端，用于实现客户端的接收信息与发送信息等操作（2）、客户端代码
import .*;
import java.io.*;
public class Client extends Thread {
Socket skt; // 用于客户端的连接
InetAddress host; // 主机地址
int port; // 端口号
BufferedReader theInputStream;
PrintStream theOutputStream;
String readin;
Face chat;
public Client(String ip, int p, Face chat) {
try {
host = InetAddress.getByName(ip); // 获取IP地址
port = p; // 获取端口号
this.chat = chat;
} catch (IOException e) {
chat.ta.append(e.toString());
}
}
public void run() {
try {
chat.ta.append("准备连线，稍后！");
skt = new Socket(host, port); // 新建Socket对象
chat.ta.append("成功\n"); // 缓冲区末尾添加字符串
theInputStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(skt.getInputStream()));
theOutputStream = new PrintStream(skt.getOutputStream());
while (true) {
readin = theInputStream.readLine();
chat.ta.append(readin + "\n");
}
} catch (SocketException e) {
chat.ta.append("未连上！\n");
chat.clientBtn.setEnabled(true);
chat.serverBtn.setEnabled(true);
chat.tfaddress.setEnabled(true);
chat.tfport.setEnabled(true);
try {
skt.close();
} catch (IOException err) {
chat.ta.append(err.toString());
}
} catch (IOException e) {
chat.ta.append(e.toString());
}
}
public void dataout(String data) {
theOutputStream.println(data);
}
}
4、服务端的设计
（1）、数据流图
定义Server类控制服务端，用于实现服务端的接收信息和发送信息等操作（2）、服务端代码
import java.awt.*;
import .*;
import java.io.*;
public class Server extends Thread {
ServerSocket skt; // ServerSocket类监听进入的连接，为每个新的连接产生一个Socket对象
Socket Client[ ]=new Socket[10];
Socket Client1=null;
int i = 0;
TextArea in;
int port,k=0,l=0;
PrintStream theOutputStream;
Face chat;
public Server(int port, Face chat) {
try {
this.port = port;
skt = new ServerSocket(port);
this.chat = chat;
} catch (IOException e) {
chat.ta.append(e.toString());
}
}
public void run() {
chat.ta.append("等待连线......");
while (true) {
try {
Client[k] = skt.accept();
//当有客户端连接时就新建一个子线程
if (i < 2) {
ServerThread server[] = new ServerThread[10];
server[k]= new ServerThread(Client[k], this.chat, i);
l=server.length;
server[k].start();
chat.ta.append("客户端"+ Client[k].getInetAddress() + "已连线\n");
//for(int j=0;j<server.length;j++)
theOutputStream = new PrintStream(server[k].getClient().getOutputStream());
i = server[k].getI();
k++;
} else {
//theOutputStream = new PrintStream(null);
}
} catch (SocketException e) {
} catch (IOException e) {
chat.ta.append(e.toString());
}
}
}
public void dataout(String data) {
//for(int j=0;j<l;j++)
theOutputStream.println(data);
}
}
class ServerThread extends Thread {
ServerSocket skt;
Socket Client;
TextArea in;
int port,i;
BufferedReader theInputStream;
PrintStream theOutputStream;
String readin;
Face chat;
public ServerThread(Socket s, Face chat, int i) {
this.i = ++i;
Client = s;
this.chat = chat;
}
public int getI() {
return this.i;
}
public Socket getClient() {
return this.Client;
}
public void run() {
try {
theInputStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(Client.getInputStream()));
theOutputStream = new PrintStream(Client.getOutputStream());
while (true) {
readin = theInputStream.readLine();
chat.ta.append(readin + "\n");
}
} catch (SocketException e) {
chat.ta.append("连线中断！\n"); // 设置组件可用性
chat.clientBtn.setEnabled(true);
chat.serverBtn.setEnabled(true);
chat.tfaddress.setEnabled(true);
chat.tfport.setEnabled(true);
try {
i --;
skt.close();
Client.close();
} catch (IOException err) {
chat.ta.append(err.toString());
}
} catch (IOException e) {
chat.ta.append(e.toString());
}
}
public void dataout(String data) {
theOutputStream.println(data);
}
}
5、聊天界面的设计
（1）、通过调用Face类对界面进行管理设计，运用Button、TextArea、Label等组件，然后通过actionPerformed触发事件来完成操作。
（2）、界面代码
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
public class Face extends Frame {
private static final long serialVersionUID = 1L;
Button clientBtn, serverBtn;
TextArea ta;
TextField tfaddress, tfport, tftype,tfname;
Label lbl1,lbl2,lbl3,lbl4;
int port;
Client client;
Server server;
boolean iamserver;
static Face frm;
public Face() { //实例化组件
clientBtn = new Button("客户端");
serverBtn = new Button("服务器");
ta = new TextArea("", 10, 50,TextArea.SCROLLBARS_BOTH);
lbl1 = new Label("IP地址:");
tfaddress = new TextField("127.0.0.1", 10);
lbl2 = new Label("端口:");
tfport = new TextField("8888");
lbl3 = new Label("发送内容:");
tftype = new TextField(25);
lbl4=new Label("昵称:");
tfname=new TextField(30);
tftype.addKeyListener(new TFListener());
ta.setEditable(false);
//向容器中加入以上组件
setLayout(new FlowLayout());
add(lbl1); add(tfaddress);add(lbl2);add(tfport);add(serverBtn); add(clientBtn);add(lbl4);add(tfname);add(ta);add(lbl3);add(tftype);
//设置格式
setLocation(350, 250); //窗口显示在屏幕的位置坐标
setSize(400, 320); //设置窗体大小
setTitle("图形界面的聊天程序");
this.setVisible(true); //设置窗体可见
clientBtn.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
port = Integer.parseInt(tfport.getText());
client = new Client(tfaddress.getText(), port, frm);
client.start();
tfaddress.setEnabled(false);
tfport.setEnabled(false);
serverBtn.setEnabled(false);
clientBtn.setEnabled(false);
tfname.setText("客户端");
}
}); //客户端事件响应
serverBtn.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
port = Integer.parseInt(tfport.getText());
server = new Server(port, frm);
server.start();
iamserver = true;
tfaddress.setText("成为服务器");
tfaddress.setEnabled(false);
tfport.setEnabled(false);
serverBtn.setEnabled(false);
clientBtn.setEnabled(false);
tfname.setText("服务器");
}
}); //服务器端事件响应
addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
}); //窗口事件响应
}
public static void main(String[] args) { //主方法
frm = new Face();
}
private class TFListener implements KeyListener {
public void keyPressed(KeyEvent e) {
if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ENTER) { //按Enter输出显示聊天内容
if (iamserver){
ta.append(tfname.getText()+":\n" + tftype.getText() + "\n");
server.dataout(tfname.getText()+":\n" +tftype.getText());
}
else{
ta.append(tfname.getText()+":\n" + tftype.getText() + "\n");
client.dataout(tfname.getText()+":\n" +tftype.getText());
tftype.setText("");
}
}
}
public void keyTyped(KeyEvent e) {
}
public void keyReleased(KeyEvent e) {
}
}
｝
6、测试与运行结果
服务端的界面
客户端界面
六、开放实验总结
通过这次的开放实验课程，掌握了聊天软件的运行模式，丰富了我对java应用程序编写聊天系统的认识，通过“Chat即时聊天系统”的设计过程，我深刻地认识了在操作过程中，面向对象程序设计语言java的核心概念和特性，以及对异常状况的处理和图形用户界面的操作的优越性，感觉通过此次开放实验课更加让我对学习产生了动力，我希望它不仅仅是一个课程，更是我在学习程序设计中的一次进步，我会通过它去更加努力实现和掌握更多的知识。
