JAVA编写QQ聊天系统指导书.doc

JAVA编写QQ聊天系统指导书一、 QQ聊天系统简介1、 模拟聊天系统包含两个方面，服务器端和客户端。2、 服务器端任务：建立一个ServerSocket，与客户端建立通信通道，不断侦听是否有客户端连接或者断开连接。 服务器端是一个信息转发中心，所有客户端的信息都传到服务器端，由服务器端根据要求分发信息。3、 客户端任务：建立一个Socket，与服务器端建立通信通道，向服务器端发送信息，并接收来自服务器的信息。二、 QQ聊天系统测试1、教师机新建一个java project，命名为QQchat，将“QQ聊天系统素材”下服务器端解压，将解压后的两个包com，client复制到QQchat/src下，运行Server.java。弹出如图1-1所示图形界面，点击“开始”，将弹出如图1-2所示图形界面，服务器即打开。图1-1 图1-22、指导学生新建一个java project，命名为QQchat，在“QQ聊天系统素材”下载客户端，将客户端下载解压，将解压后的两个包com，client复制到QQchat/src下，运行Client.java，将弹出如图1-3所示图形界面，输入服务器的ip,port，以及帐户名（自已姓名）登录，将弹出如图1-4所示图形界面。点击如图1-5所示图形界面的下拉列表，在发送框中输入信息发送，就可以进行群聊或私聊。图1-3 图1-4 图1-54、 指导同学们下载服务器端，同学们轮流运行服务器程序，其它同学通过某个同学的服务器程序进行聊天。不同的服务器以IP地址区别。需要提醒学生注意的是：只有登录同一个服务器的客户端才能相互聊天，测试时服务器端只能有一个，学生们需要轮流做服务器，而客户端可以有多个，没有限制。三、 QQ聊天系统设计与实现操作步骤。F任务一 目的：通过网络编程，让同学们与老师互通字节信息。老师做服务器，学生做客户端。具体操作步骤：教师与学生都新建一个java project，命名如zhangsanQQchat(以本人姓名+QQchat为文件名)，在src下新建一个other包，教师在other包下新建Server.java类并运行。指导学生在other包下新建Client.java类并运行，学生逐个与教师连接测试。通过测试，教师检查学生完成情况并记录。Server.java代码如下：package other;import java.io.*;import .*;public class Server public static void main(String args) ServerSocket server;try server=new ServerSocket(1234);Socket sk=server.accept();InputStream is=sk.getInputStream();int i;System.out.println(这是服务器端接收到的信息);while(i=is.read()!=-1)System.out.print(char)i);server.close(); catch (IOException e) e.printStackTrace();Client.java代码如下：package other;import java.io.*;import .*;public class Client public static void main(String args) Socket client;try client=new Socket(localhost,1234);OutputStream os=client.getOutputStream();os.write(z);os.write(h);os.write(a);os.write(n);os.write(s);bw.close();client.close(); catch (UnknownHostException e) e.printStackTrace(); catch (IOException e) e.printStackTrace();F任务二 目的：通过网络编程，让同学们与老师互通字节信息。学生做服务器，老师做客户端。指导学生在other包下新建Server.java类并运行。教师在other包下新建Client.java类并运行，逐个与学生连接测试，教师检查学生完成情况并记录。代码同上。网络编程总结如下：1、 在服务器端先定义一个Server.java类。在此类中的main方法中，创建一个ServerSocket 实例，指定打开一个端口，让其它机器访问。此ServerSocket 实例调用方法accept()来等待其它机器连接，若有连接返回一个Socket实例Socket实例可以调用getInputStream()方法获取客户端发来的信息。将这些信息输出，关闭各种流及连接。2、 在客户端定义一个Client.java类。在此类中main方法中，通过对指定服务器端的连接获取一个Socket实例调用这个Socket实例的getOutputStream()方法获取一个输出流，通过输出流往服务器发送信息关闭各种流及连接3、 学生先跟老师通信，然后两个同学一组，互相做客户端与服务器端，理解网络编程的基本知识。4、 由于没有引入线程知识，在做服务器端时，每连接一次后，都要重新运行Server.java。F任务三 目的：通过网络编程，让同学们与老师互通字符信息。将Server.java与 Client.java修改并运行。通过教师与学生互动测试，教师检查学生完成情况并记录。Server.java代码修改如下：package other;import java.io.*;import .*;public class Server public static void main(String args) ServerSocket server;try server=new ServerSocket(1234);Socket sk=server.accept();/返回一个字节输入流InputStream is=sk.getInputStream();/将字节流转化为字符流InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);/将字符流转化为缓存流BufferedReader br=new BufferedReader(isr);String s=br.readLine();System.out.println(这是服务器端接收到的信息);System.out.println(s);br.close();server.close(); catch (IOException e) e.printStackTrace();Client.java代码修改如下：package other;import java.io.*;import .*;public class Client public static void main(String args) Socket client;try client=new Socket(localhost,1234);/获取一个字节输出流OutputStream os=client.getOutputStream();/将字节输出流转化为字符输出流OutputStreamWriter osw=new OutputStreamWriter(os);/将字符输出流转化为缓存流BufferedWriter bw=new BufferedWriter(osw);bw.write(我是张三，罗老师好);bw.close();client.close(); catch (UnknownHostException e) e.printStackTrace(); catch (IOException e) e.printStackTrace();F任务总结：从上面的案例，在服务器端发现了一个缺点，每次只能与一个客户端连接，连接成功后就会退出。如何解决问题，在服务器端加上线程。F任务四 目的：客户端代码不变，在服务器端加上线程，要求服务器能与多个客户端联系。教师做服务器端，并启动服务器端，与多个同学连接，通过教师与学生互动测试，教师检查学生完成情况并记录。public class Server public static void main(String args) System.out.println(这是包含线程的服务器);ConServerThread cst=new ConServerThread();cst.startServer();new Thread(cst).start();public class ConServerThread implements Runnable/这是包含线程的服务器ServerSocket serverSocket;int count=0;public void startServer()try serverSocket=new ServerSocket(8000); catch (IOException e) e.printStackTrace();public void run() try while(true)Socket clientSocket=serverSocket.accept();InputStream ins=clientSocket.getInputStream();/*以下三行代码也可以接收字符流InputStreamReader isr=new InputStreamReader(ins);BufferedReader bfr=new BufferedReader(isr); String str= bfr.readLine();*/推荐使用下面方法接收字符DataInputStream dis=new DataInputStream(ins);String str=dis.readUTF();System.out.println(这是从客户端传过来的信息：+str);count+;System.out.println(这是第+count+个连接客户); catch (IOException e) e.printStackTrace();F任务五 目的：客户端代码不变，在服务器端加上线程。学生做服务器端，并启动服务器端，教师逐个与每个同学连接，通过教师与学生互动测试，教师检查学生完成情况并记录。F任务总结：流的知识回顾，BufferedWriter 中的方法BufferedWriter()有这个一样缺点，当我们输入文字太少的时候，如果缓存没装满的时候，它不会发送出去，除非调用close方法。在实际操作中，同学们信息发送不成功的同学可能就是这个原因。这个方法不便于连续发送，所以采用DataInputStream(InputSream)来处理InputStream，调用他的readUTF()方法来读，输出流也一样，调用writerUTF()方法来写，它就不要求关闭，可以连续写与读内容。另外从任务四中，在服务器端又发现了一个缺点，虽然可以与多个客户端连接，但每次只能接收一句话。如何解决问题，在服务器端再加线程。F任务六 目的：客户端代码不变，在服务器端加上线程，要求完成服务器不仅要与多个客户端连接，而且可以接受一个客户的多条语句。教师做服务器端，并启动服务器端，每个同学与服务器连接，通过教师与学生互动测试，教师检查学生完成情况并记录。public class Server public void startServer()try serverSocket=new ServerSocket(8000);new Thread(new StartServerThread().start(); catch (IOException e) e.printStackTrace();/下面这个线程类中类，能够完成服务器可以与多个客户端连接，不用线程的话与一个客户端连接后就会结束程序。class StartServerThread implements Runnablepublic void run() while(true)try clientSocket=serverSocket.accept();new Thread(new ServerReadThread(clientSocket).start(); catch (IOException e) e.printStackTrace();/下面这个线程类中类，能够完成服务器可以可以接受一个客户的多条信息。不用线程的话，服务器只能接受一条语句。class ServerReadThread implements RunnableSocket clientSocket;public ServerReadThread(Socket clientSocket) this.clientSocket=clientSocket;FFpublic void run() try InputStream ins=clientSocket.getInputStream(); DataInputStream dataIn = new DataInputStream(ins);while(true)String str= dataIn.readUTF();System.out.println(str); catch (IOException e) e.printStackTrace(); public static void main(String args) new Server();F任务七 目的：客户端代码不变，在服务器端加上线程，要求完成服务器不仅要与多个客户端连接，而且可以接受一个客户的多条语句。学生做服务器端，并启动服务器端，教师作为客户端逐个与每个同学连接，通过教师与学生互动测试，教师检查学生完成情况并记录。F任务八 目的：在src/client，src/server下创建图形界面文件。其中图1-6为文件GuiServer.java运行结果，该文件在src/server下， 图1-7为文件GuiClientMain.java运行结果，图1-8为文件CuiClient.java运行结果，文件所在目录结构如图1-9所示。图1-6 图1-7 图1-8 图1-9 注意：学生完成了以上图形界面类的创建，教师作为一次作业检查，学生保存，由于图形界面不是重点，为便于逻辑的实现，统一教学进度，下面的图形界面统一采用教师提供的文件，学生将老师提供的图形界面复制到自已相应的包下（图形界面文件素材在“QQ聊天系统素材”下的“图形界面”下），如上图1-9所示。学生可以在业余时间，采用自已设计的图形界面完成本项目。附三个文件的代码GuiServer.java：public class GuiServer extends Frame /写三个组件privateTextArea text = new TextArea(, 10,40);privateButton startButton = new Button(开始);private Button closeButton = new Button(结束);/写了三个容器privatePanel p1 = new Panel();private Panel p2 = new Panel();private Panel p3 = new Panel();public GuiServer() super(某某服务器);p1.add(startButton);p1.add(closeButton);p2.add(text);this.add(p2,BorderLayout.NORTH);this.add(p1,BorderLayout.CENTER);this.pack();this.setVisible(true);public class GuiClient extends Frameprivate Button sendButton;private Button closeButton;private TextArea receiveMsg ;private TextArea sendMsg ;private GuiClient frm;private Choice clientList;public GuiClient(String str)super(str);frm = this;clientList = new Choice();this.clientList.add(ALL );receiveMsg = new TextArea(5 , 20);sendMsg = new TextArea(5 , 20);this.sendMsg.setText();this.receiveMsg.setText(); this.sendButton = new Button(发送);this.closeButton = new Button(退出);Panel p = new Panel();Panel p1 = new Panel();Panel p2 = new Panel();Panel p3 = new Panel();Panel p4 = new Panel();frm.add(p);p.setLayout(new BorderLayout();p.add(p1,North);p.add(p2,Center);p2.add(p4);p.add(p3,South);p1.setLayout(new FlowLayout();p1.add(clientList);p4.setLayout(new GridLayout(2,1);p4.add(receiveMsg);p4.add(sendMsg);p3.setLayout(new FlowLayout();p3.add(this.sendButton);p3.add(this.closeButton);frm.add(p);/showFrame()方法的作用是将窗口显示在指定的地方public void showFrame()Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();Dimension frameSize = frm.getSize();frm.setLocation(screenSize.width-frameSize.width-200)/2,(screenSize.height-frameSize.height-100)/2);frm.pack();frm.setVisible(true);public void listenSendButton(final Client b) this.sendButton.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) b.send(); ); public void listenCloseButton(final Client b) this.closeButton.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) b.quit(); ); public class GuiClientMain extends Frameprivate TextField address;private TextField port;private TextField userName;private Button loginButton ;privateButton qutiButton ;private Frame clientmainframe;public GuiClientMain(String str)super(str);clientmainframe = this;Label label1 = new Label(服务器 IP：);Label label2 = new Label(服务器port：);Label label3 = new Label(QQ 用户名：);this.loginButton = new Button(登录);this.qutiButton = new Button(取消);this.address = new TextField(null,20);this.port = new TextField(null,20);this.userName = new TextField(null , 20);Panel p1 = new Panel();Panel p2 = new Panel();Panel p3 = new Panel();Panel p4 = new Panel();clientmainframe.setLayout(new GridLayout(4,1);p1.setLayout(new FlowLayout();p2.setLayout(new FlowLayout();p3.setLayout(new FlowLayout();p4.setLayout(new FlowLayout();p1.add(label1);p1.add(this.address);p2.add(label2);p2.add(this.port);p3.add(label3);p3.add(this.userName);p4.add(this.loginButton);p4.add(this.qutiButton);clientmainframe.add(p1);clientmainframe.add(p2);clientmainframe.add(p3);clientmainframe.add(p4);clientmainframe.addWindowListener(new WindowAdapter()public void windowClosing(WindowEvent e)System.exit(0););/showFrame()方法的作用是将窗口显示在指定的地方public void showFrame()Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();Dimension frameSize = clientmainframe.getSize();clientmainframe.setLocation(screenSize.width-frameSize.width-200)/2,(screenSize.height-frameSize.height-100)/2);clientmainframe.pack();clientmainframe.setVisible(true);public void listenLoginButton(final Client b)this.loginButton.addActionListener(new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent e) b.login(); );public void listenQuitButton(final Client b)this.qutiButton.addActionListener(new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent e) System.exit(0); );F任务九 目的：利用图形界面图一中“开始”按钮启动服务器，“退出”按钮关闭服务器。具体操作如下：1、 修改GuiServer.java中的开始按钮监听的方法。代码如下：public void startButListenter(final Server a)startButton.addActionListener(new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent e) text.setText(服务器开始工作了。);a.startServer(););这段代码表达的是当我们点击了startButton，就跳转到了Server.java中方法startServer()。2、 在Server.java中startServer()方法完成开启服务器的工作。代码如下：public void startServer()try serverSocket=new ServerSocket(8000);new Thread(new StartServerThread().start(); catch (IOException e) e.printStackTrace();3、 线程类StartServerThread的代码如下：class StartServerThread implements Runnableint count=0;public void run() while(true)try Socket clientSocket=serverSocket.accept();InputStream ins=clientSocket.getInputStream();DataInputStream dataIn = new DataInputStream(ins);String str= dataIn.readUTF();System.out.println(这是从客户端传过来的信息：+str);count+;System.out.println(这是第+count+个连接客户); catch (IOException e) e.printStackTrace();4、 如何实现点击退出按钮，就关闭服务器？修改GuiServer.java中的退出按钮监听的方法。public void endButtonListenter(final Server a)closeButton.addActionListener(new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent e) a.endServer(););这段代码表达的是当我们点击了closeButton ，就跳转到了Server.java中方法endServer ()。Server.java中方法endServer ()代码如下：public void endServer()System.exit(0);F任务十：客户端利用图形界面登录到指定的服务器，并且发送消息给服务器。具体操作如下：1、 运行Client.java，先调用构造器，构造器中调用按钮监听，点击登录按钮，程序跳转到Client.java中的login（）方法，在login()中实现将图形界面输入的内容打印输出。2、 在GuiClientMain.java中加入三个方法，用于获取三个文本框的值。代码如下：public String getAddress() return address.getText();public int getPort() String port1=port.getText();int port2=Integer.parseInt(port1);return port2;public String getUserName() return userName.getText();3、Client.java中的login（）方法如下：public void login()try/首先要获取登录框中的内容，即用户输入的数据String severIP=guiMain.getAddress();int serverPort=guiMain.getPort();userName=guiMain.getUserName();System.out.println(severIP=+severIP);System.out.println(serverPort=+serverPort);System.out.println(userName=+userName);client = new Socket(severIP,serverPort);System.out.println(与服务器连接成功。);ous=client.getOutputStream();DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(ous);dataOut.writeUTF(IP为+severIP+ ; Port为+serverPort+的人在联系你。);dataOut.writeUTF(用户名是：+userName);/这个IP前面带一个斜杆/String clientIp=client.getLocalAddress().toString();/下面代码将斜杆去掉。String clientIp=client.getLocalAddress().toString().substring(1);int clientPort=client.getLocalPort();System.out.println(我的IP是：+clientIp);System.out.println(我的port是：+clientPort);/登录界面退出guiMain.dispose();/聊天界面显示/调用send按钮监听方法，那么点击send按钮就会跳到send()方法gui.listenSendButton(this);/点击close按钮就会跳到quit()方法gui.listenCloseButton(this);gui.setTitle(userName);gui.showFrame();gui.addWindowListener(new WindowAdapter()public void windowClosing(WindowEvent e) quit(); );/new Thread(new ReadThread().start();catch(Exception e)System.out.println(e);System.out.println(连接有误，请检查服务器是否打开，或者服务器IP地址与端口号是否有误！);public void send()System.out.println(send);try String msg=gui.getSendMsg();System.out.println(msg=+msg);ous=client.getOutputStream();ous=client.getOutputStream();DataOutputStream dataOut = new DataOutputStream(ous);dataOut.writeUTF(userName+说：+msg);gui.setSendMsgClear(); catch (IOException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();思考：在QQ聊天系统中，服务器是如何知道是哪个客户发来的信息呢？Socket中有两个方法可以将连接服务器的客户端的Ip和port获取，这也是服务器知道是哪个客户发过来信息的原因，也是后面服务器将消息发送给某个客户端的基础。Socket实例两个方法getLocalAddress()，与getLocalPort()，可以获取客户端的Ip和port获取。clientSocket.getLocalAddress();clientSocket.getLocalPort();F任务十一：客户端将自身的Ip和port获取，当与服务器成功连接后，将自身的Ip和port以一定的消息格式传给服务器。具体代码如下：/获取客户端的IP与portString clientIp=clientSocket1.getLocalAddress().toString().substring(1);int clientPort=clientSocket1.getLocalPort();System.out.println(本客户端IP为:+clientIp);System.out.println(本客户端Port为:+clientPort);/注意这个clientIp前面有一个斜杆，还要处理下。/按消息规则发送消息String str=NEW/+clientIp+/+clientPort+/+userName+/;dos.writeUTF(str);F任务十二：实现用聊天对话框的发送框向服务器发送信息。如下图所示。分析聊天原理：与服务器连接成功的客户，服务器端都能获取它的IP与Port，每一个客户的IP与Port都不会相同，所以我们用Ip与Port可以区分每个客户，这也是聊天系统成功的基本原理。所以在登录的时候，就将这些信息发送给了服务器，让服务器知道有哪些客户上线了。服务器在转发消息时，通过选择客户的IP与Port来发送给指定的客户，作为客户端，一要告诉服务器你本身的IP与Port，二要告诉服务器你的信息发给谁，也是通过IP与port来确定，所以说在login（）方法中既要发送自已的IP与Port给服务器，在send()方法中，我们还要将接收方的IP与Port发送服务器，服务器将如何辨认哪个是你自已的IP与Port，哪个是你将要发送的客户的IP与Port，那么你就要做个标记。如你在登录时发的，说明是你自已的IP与Port，前面加个前缀“NEW”,你在send（）方法中发送的我们就加一个前缀“MSG”,服务器接收到以后，通过前缀就可以分类处理。总结聊天系统中消息的发送，都要发送IP，Port, 用户名，消息，而且遵循整发散取的原则，意思是整合发过去，到了对方，都要打散它，为了便于整合与打散，所以我们定义一下消息格式，便于后面写方法专门来处理整合、打散字符串。我们最多发送五个内容给服务器，所以设计了下面这个格式：五个内容之间用斜线分开，每次可以发送小于或等于五个内容的消息。如果小于五个内容，在具体地方发送空格就行。消息格式规定为：head/+ip+/+port+/+usename+/+sendmsgF任务十三：客户端登录时将自已相关的信息发送给服务器，服务器将这些信息接到后，将这些信息拆开并输出。当前缀不同时按不同的方式处理。处理方式如下 ：对于登录时，head=”NEW”， ip=本客户的IP， port=本客户的Port，username=本客户的用户名，sendmsg=”;整发：（客户端）dos.writeUTF(NEW/+clientIp+/+clientPort+/+userName+/);散取：（服务器）String str=dis.readUTF();System.out.println(来自客