文/虞國全

網(wǎng)絡聊天系統(tǒng)設計與應用

文/虞國全

目前，計算機的發(fā)展離不開網(wǎng)絡這一方向，網(wǎng)絡將大大擴展計算機的功能，研究計算機在網(wǎng)絡方面的技術(shù)以及應用，挖掘計算機的網(wǎng)絡潛能，將能夠大大提高我們對計算機的本身的認識，同時也能加深對計算機網(wǎng)絡的認識。根據(jù)當前網(wǎng)絡的需求，網(wǎng)絡聊天越來越受各種網(wǎng)民青睞。因此開發(fā)網(wǎng)絡聊天是相當有必要，而且在網(wǎng)站內(nèi)增加聊天功能，不僅可以提高網(wǎng)站的訪問量，同時可以留著訪客，更重要的是讓訪客透過聊天室實時的互相交流。

本論文是從實際工程應用角度出發(fā)，以計算機網(wǎng)絡原理為指導，結(jié)合當前網(wǎng)絡中的一些常用技術(shù)開發(fā)了本聊天室工具,具有聊天室聊天、二人私聊、表情的應用以及請離用戶的功能,主要對當今聊天軟件的發(fā)展情況、與該聊天軟件相關(guān)的各種技術(shù)以及該聊天系統(tǒng)的設計實現(xiàn)做了一個詳細的闡述。

系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

本聊天系統(tǒng)的開發(fā)主要用到了Socket通信,在此基礎上,實現(xiàn)點對點聊天、廣播聊天、一對多聊天，可以運行于任何支持TCP/IP協(xié)議的機器上,用到了多線程的設計,因此線程之間的同步是一大關(guān)鍵之處。由于系統(tǒng)采用C/S (Client/ Server)結(jié)構(gòu),客戶端與客戶端以及客戶端與服務器端需要傳送一些控制消息,因此系統(tǒng)需要自定義一些消息類型,這是該網(wǎng)絡聊天系統(tǒng)的又一大關(guān)鍵之處。

系統(tǒng)環(huán)境要求

1.硬件要求：安裝了網(wǎng)卡，并連入局域網(wǎng)。

2.軟件要求： Windows98以上的系統(tǒng)；安裝了支持Socket通信的TCP/IP或者協(xié)議；JDK1.4以上版本。

系統(tǒng)分析

如今流行的聊天軟件功能已經(jīng)非常強大，基本上朝著三個大的方向發(fā)展，即個人及時通信，企業(yè)實時通信和娛樂資訊。它的功能主要有：

1.個人文本聊天；

2.個人語音聊天；

3.個人視頻聊天；

4.圖像傳輸；

5.文件傳輸；

6.在線游戲；

7.聊天室聊天；

8.隱身，上線；

9.群聊天；

10.企業(yè)級實時通信。

聊天軟件的發(fā)展方向是三維化，人性化，綜合化。

項目開發(fā)的主要內(nèi)容

設計并實現(xiàn)基于Socket的文本聊天程序包括廣播聊天，二人私聊。涉及的內(nèi)容包括用戶登錄，聊天方式的選擇，附帶表情，以及悄悄話選項，管理員身份可以看到私聊的和內(nèi)容。由一個管理員運行ChatRoomServer建立主機服務器，其他用戶運行ChatRoomClient運行客戶端，通過服務器的IP和設置的端口號與之建立連接。在服務器端可以顯示用戶登錄的信息，客戶端可以看見當前在線用戶的人數(shù)和昵稱。在由于開發(fā)目的的原因，所以不采用登錄驗證模式，只要輸入用戶昵稱即可登錄，對惡意刷屏或語言不禮貌者，管理員可以請離該用戶。

系統(tǒng)總體設計

該系統(tǒng)網(wǎng)站總體分為四大模塊，分別是：歡迎界面、管理員模塊、用戶管理模塊、聊天模塊。其中歡迎模塊就是開始的歡迎頁面，是全網(wǎng)站的首頁，也是帶領用戶進入本網(wǎng)站的向?qū)В渲邪M入登錄界面和進入注冊界面兩個鏈接。

管理員模塊是管理員進行對網(wǎng)站的管理使用的模塊，有管理員登錄頁面、管理員管理頁面和管理員操作反饋頁面等組成，主要實現(xiàn)對已注冊用戶和在線用戶的管理，通過對用戶的了解確定用戶這冊身份的去與留。這主要通過管理員擁有的對數(shù)據(jù)庫操作的權(quán)限，從而決定是否從數(shù)據(jù)庫內(nèi)將用戶信息刪除以達到踢出用戶的功能。利用網(wǎng)站內(nèi)提供的JavaBean實現(xiàn)和數(shù)據(jù)庫連接，在管理員操作頁面內(nèi)設有動態(tài)delete刪除SQL語句，通過語句連接數(shù)據(jù)庫，通過獲取文本框內(nèi)管理員輸入的用戶名，設立相應數(shù)據(jù)集，對應數(shù)據(jù)庫，首先執(zhí)行select選取操作以確定數(shù)據(jù)庫中是否有管理員輸入的用戶名，若錯誤的用戶名則提示管理員錯誤信息，若正確的用戶名則對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行delete操作，刪除數(shù)據(jù)庫內(nèi)用戶的信息，從而達到刪除用戶的的功能。

圖1 用戶E-R關(guān)系

表1 用戶數(shù)據(jù)表屬性設計

用戶模塊主要包括用戶登錄和用戶注冊兩個單元,分別是用來給用戶登錄和用戶注冊使用的頁面。用戶的登錄可以使用已經(jīng)注冊的注冊用戶身份登錄，也可以使用游客身份進行登錄。使用游客身份登錄是不需要注冊的，可以每次使用一個不同的名字，比較自由，但同時也難以在聊天室內(nèi)有個完整的虛擬形象，可以彌補此處就是使用注冊用戶身份，這樣便可以有一個固定的稱呼，可以更好地與聊友們交流。用戶的注冊單元是常規(guī)的注冊，主要包含用戶名、密碼和聯(lián)系方式三項，其中聯(lián)系方式是比較常用的E-mail聯(lián)系方式。注冊的成功與否會有相應的提示。

圖2 服務器結(jié)構(gòu)流程

圖3 客戶端結(jié)構(gòu)流程

已注冊用戶的登錄實現(xiàn)主要通過將用戶的提交用戶名與數(shù)據(jù)庫中的對比，查找是否有該用戶名，使用動態(tài)select選取SQL語句。如果數(shù)據(jù)庫內(nèi)沒有該用戶名，則該用戶顯然尚未注冊，反饋相應信息；如果有該用戶名則繼續(xù)對應用戶提交的密碼與數(shù)據(jù)庫內(nèi)該用戶名項的密碼相對比，結(jié)構(gòu)則允許用戶登錄，并將頁面轉(zhuǎn)到聊天界面，否則提示相應錯誤信息。并同時將登錄成功的用戶的用戶名寫進Application從而在聊天界面的用戶列表里能被顯示出來。游客的登錄則只要判別用戶沒有重復，并合乎用戶的規(guī)范就可以登錄并轉(zhuǎn)到聊天界面了，這里沒有數(shù)據(jù)庫的操作。游客與已注冊用戶有著一樣的使用界面。

由于篇幅原因，部分數(shù)據(jù)庫設計如下。

數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)

因為每個實體都必須轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式，所以有三個關(guān)系模式，可以將上述E-R簡化為如下關(guān)系模式：

用戶（號碼，昵稱，密碼，性別，頭像號碼，所在ip地址，在線狀態(tài)，連接使用的端口號，郵箱，籍貫）

好友（用戶號碼，好友號碼）

聊天記錄（發(fā)送方號碼，接收方號碼，發(fā)送時間，聊天內(nèi)容）

用戶E-R如圖1所示。

根據(jù)關(guān)系模式，可以得到三張表，其中用戶數(shù)據(jù)表的屬性設計見表1。

圖4 客戶端主頁面效果

客戶通過Socket(InetAddress,port)建立與服務器的連接。服務器與客戶都通過構(gòu)造ObjectInputStream,ObjectOutputStream來建立輸入輸出流，然后雙方通過該輸入輸出流來相互傳遞信息，一旦收到客戶方的連接請求，服務器accept()方法返回一個新建的Socket對象?？蛻舳巳缓笙蚍掌靼l(fā)送消息，比如文件傳輸?shù)?，服務器收到來自客戶的請求后，針對不同的消息處理請求。如圖3所示。

最終主界面效果如圖4所示。

本系統(tǒng)是典型的C/S架構(gòu)，它的優(yōu)點是大部分功能由服務器完成，客戶端簡單易維護，這樣做用戶就更為容易接受。并且占用的系統(tǒng)資源少，提高了性能。缺點是聊天的內(nèi)容沒有儲存，當清屏以后就無法再看到以前的聊天記錄了。日后可以考慮增加日志的功能，把聊天記錄及一些用戶信息存儲在.txt文件或者數(shù)據(jù)庫中，使其有處可查。本聊天系統(tǒng)設計是為軟件開發(fā)人員在局域網(wǎng)中方便交流，減少成本，消除由于交流不同帶來的開發(fā)成本上升，可能部分模塊功能有所不全，對此本人會再加強設計以期全部完成實現(xiàn)。

（作者單位為南昌理工學院計算機系）