论文参考基于java一个简单的即时通讯工具的设计与开发(源代码+论文)免费下载

Posted 2021-03-30 计算机校园角

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摘要：

即时通讯（Instant Messaging）是目前Internet上最为流行的通讯方式，各种各样的即时通讯软件也层出不穷；服务提供商也提供了越来越丰富的通讯服务功能。Java是当前比较流行的开发语言之一，它有着自己的易用特点与性能优势，比如跨平台、安全性、多线程、网络Socket编程、数据流概念等方面，因此通过对开源即时通讯LinuxQQ的研究和分析，基于Java语言和J2EE规范设计了一个即时通讯工具JICQ (Java for I seek you)，并对其体系结构、构成模块及系统关键技术进行了分析与设计。在系统设计与建模过程中，使用了UML和面向对象的分析、设计方法，并使用Rose作为建模工具；本系统基于j2se1.5，j2ee1.4，使用Eclipse等作为开发工具，在开发过程中用到了时下流行的重构开发方法，优化了系统的设计。力图使系统具有安全、高效、实用、支持在不同系统平台运行等特点。

关键字：    

    即时通讯；多线程；SOCKET编程；JSP

 

 

目录：

相关理论及基础技术与开发平台：  

2.1 即时通讯应用工作原理分析

我们经常听到TCP/IP和UDP(用户数据报协议)这两个术语，它们都是建立在更低层的IP协议上的两种通讯传输协议。前者是以数据流的形式，将传输数据经分割、打包后，通过两台机器之间建立起的虚电路，进行连续的、双向的、严格保证数据正确性的文件传输协议。而后者是以数据报的形式，对拆分后的数据的先后到达顺序不做要求的文件传输协议。

QQ就是使用UDP协议进行发送和接收“消息”的。当你的机器安装了OICQ以后，实际上，你既是服务端（Server），又是客户端（Client）。当你登录OICQ时，你的OICQ作为Client连接到腾讯公司的主服务器上，当你“看谁在线”时，你的OICQ又一次作为Client从QQ Server上读取在线网友名单。当你和你的OICQ伙伴进行聊天时，如果你和对方的连接比较稳定，你和他的聊天内容都是以UDP的形式，在计算机之间传送。如果你和对方的连接不是很稳定，QQ服务器将为你们的聊天内容进行“中转”。其他的即时通信软件原理与此大同小异。

   OICQ的通讯原理:

   1.用户首先从QQ服务器上获取好友列表，以建立点对点的联系。

2.用户( Clientl)和好友(Client2)之间采用UDP方式发送信息。

   3.如果无法直接点对点联系，则用服务器中转的方式完成。我们看到两个OICQ用户如果是在两个不同的内网上，它们经过登录后可以不同过服务器来直接通讯。那这是为什么呢。其根本原因是OICQ使用了UDP协议，这样用户之间的通讯自己完成就减少了服务器的负担。那么到底原理是什么样的，为什么TCP应用就不能达到这一要求。这就涉及到NAT ( Network AddressTranslator)技术。NAT技术使得一个私有网络可以通过internet注册IP连接到外部世界，位于inside网络和outside网络中的NAT路由器在发送数据包之前，负责把内部IP翻译成外部合法地址。内部网络的主机不可能同时与外部网络通信，所以只有一部分内部地址需要翻译。"NAT"的翻译可以采取静态翻译和动态翻译两种。静态翻译将内部地址和外部地址一对一对应。当使用了动态翻译时就采用port multiplexing技术，通过改变外出数据的源port技术可以将多个内部IP地址影射到同一个外部地址，这就是PAT (port address translator)。在这种情况下，一个TCP连接只能和固定的连接方通讯，而UDP应用本身就可以接受不同数据来源的数据包，所以在NAT转换的时候能够完成两个客户端之间的通讯，从而达到了客户端直接通讯的目的。

总的来说，OICQ的应用在客户端方面符合即时通讯系统的模型。客户端之间的通讯中，采用了UDP的通讯方式，当客户端之间无法直接通讯时，采用通过服务器转发的方式来实现即时信息的传送。

2.2所用技术

JAVA多线程技术：多线程的各个线程看上去像是并行地独自完成各自的工作，就像一台一台计算机上运行着多个处理机一样。在多处理机计算机上实现多线程时，它们确实可以并行工作，而且采用适当的分时策略可以大大提高程序运行的效率。而作为接受客户端请求的服务器来说，必须使用多线程技术来接受不同时刻的请求，接收一个处理一个，将其放入线程队列，然后继续监听其他的请求。

网络通讯与Socket编程：java网络编程中有两种不同的通讯协议，分别是TCP（面向连接）与UDP（面向无连接），两种协议各有优缺点。

TCP：是Tranfer Control Protocol的简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。    UDP：是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

JDBC数据库技术：JDBC, 全称为Java DataBase Connectivity standard, 它是一个面向对象的应用程序接口（API）, 通过它可访问各类关系数据库。JDBC也是java核心类库的一部分。JDBC的最大特点是它独立于具体的关系数据库。与ODBC (Open Database Connectivity)类似, JDBC API 中定义了一些Java类分别用来表示与数据库的连接（connections）, SQL语句（SQL statements）, 结果集（result sets）以及其它的数据库对象, 使得Java程序能方便地与数据库交互并处理所得的结果。使用JDBC, 所有Java程序（包括Java applications , applets和servlet）都能通过SQL语句或存储在数据库中的过程（stored procedures）来存取数据库。

SWING界面设计：java的扩展包，其中包括众多的控件以及丰富的控件操作功能，使用户可以简单的利用它画出应用程序的界面，结合JBuilder9.0带的绝对定位类包，可以设计出非常好看的用户界面。

JSP与SERVLET技术：JSP和SERVLET是在j2ee平台下开发WEB应用的基础， JSP是由SUN公司倡导 众多公司参与一起建立的一个动态网页标准技术，JSP技术为建立具有动态生成内容的WEB应用提供了一种简便而且功能强大的途径，它可以快速开发出与平台无关的基于WEB的应用，JSP是更高级的SERVLET，在运行的时候JSP先被转化为SERVLET。

UML：UML是一个统一建模语言, 是当今世界上面向对象系统开发领域中的工具之一，它是一种可视化的建模语言，能够让系统构造者用标准的、易于理解的方式建立起能够表达出他们想像力的系统蓝图，并且提供了便于不同的人之间有效地共享和交流设计结果的机制。它包含了9种图形还有其他一些特征，很方便用户进行建模。

2.3工具及开发平台

Borland JBuilder是全球第一的跨平台Java开发环境，可以用于构建符合工业标准的Java应用系统，不仅可以开发桌面级程序，并且可以开发EJB、Web、XML以及数据库等各类应用程序。双向、可视化设计工具使得我们可以快速的构建各种应用程序，并部署至多种应用程序服务器,利用JBuilder，我们可以快速、方便的构建出Java应用程序，并且其中提供了一个类似于VS.NET中的界面编辑器功能，它具有绝对的定位功能，我们不用再手工粗糙的排列JAVA的LayoutManager，这一切完全可以用JBuilder开快速完成。

Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是，Eclipse 附带了一个标准的插件集，包括 Java 开发工具（Java Development Tools，JDT）。 虽然大多数用户很乐于将 Eclipse 当作 Java IDE 来使用，但 Eclipse 的目标不仅限于此。Eclipse 还包括插件开发环境（Plug-in Development Environment，PDE），这个组件主要针对希望扩展 Eclipse 的软件开发人员，因为它允许他们构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。更舒服的是，利用Eclipse中的MyEclipse插件来搭建一个动态JSP程序，快速，简单、方便。

Rose一套非常有使用价值的系统建模工具，其中提供了非常方便的系统建模功能，比如用例图、行为图、活动图、时序图等。利用它可以加快系统设计开发效率，同时可以给用户和开发者提供清晰的图，使他们之间的交流变得更加的方便有效。

SQL SERVER2000数据库是微软的功能强大的数据库管理系统，具备很多数据库管理常用的功能，例如存储过程、数据查询与更新等，是一个非常理想的后台数据库系统。

Tomcat是Sun的JSWDK(JavaServer Web Development Kit)中Servlet的运行环境(servlet容器), 是一个免费的开源的Serlvet容器，它是Apache基金会的Jakarta项目中的一个核心项目，由Apache，Sun和其它一些公司及个人共同开发而成。

2.4 系统配置要求

 推荐配置如下：CPU2G以上, 内存512以上,运行平台基于Windows平台。 客户端需要安装java虚拟机，同时还要有JICQ的客户端程序。服务器端需要安装Sql server2000数据库, 服务器端如果是windowsXP系统要打上Sql server 2000的SP3或者SP4补丁包，同时服务器端需要安装Web服务器TOMCAT，还有JICQ的服务器端程序。

 

系统体系结构的设计：

3.1 需求描述

伴随着当今互联网的迅速发展，人们之间的信息交互的实时性能变得越来越重要，传统的电子邮件交互已经不能够满足人们的即时通讯要求，鉴于此种情况打算开发出一款类似于腾讯QQ的即时通讯软件，只要经过注册你便可以获取一个帐号，通过该帐号你可以在客户端登陆，成功登录后便可以在互联网上与你的亲朋好友进行畅谈，由于技术和时间问题，该软件主要提供私聊、群聊、好友管理、群管理等常用功能，其它一些功能比如文件传输、语音聊天和视频聊天等功能，由于技术问题暂时没有实现，可以在该系统的基础上实现这些功能，也可以在此基础上进行更多功能的扩展。

3.2系统架构设计

该系统主要包括三层，客户端，服务器端，以及数据库服务器，客户端用来提供用户的登录，服务器端用来对登录的用户进行管理以及用来处理信息之间的转发，数据库服务器主要存放一些重要的信息。它们之间的关系如下图所示：

图1 三层模型

中间层又分成四个部分：

 

图2 中间层的构成

本系统采用的设计模型为平时所说的C/S架构，Client/Server，系统总体模型图如下：

图3 客户端/服务器端模型图

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