一種基于Java的IM即時通訊軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

李波　楊雪飛

摘 要：該文采用了具有面向?qū)ο筇攸c的Java語言來進(jìn)行程序設(shè)計，提出了即時通訊服務(wù)器整體架的構(gòu)概念并且對即時通訊系統(tǒng)的功能及服務(wù)進(jìn)行了全面的分析。該系統(tǒng)軟件分別設(shè)計了客戶端以及服務(wù)器端，客戶端可以實現(xiàn)對基本的文字消息和相關(guān)文件進(jìn)行交流和傳遞，這在保障了網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上也相對提高了效率。服務(wù)器端實現(xiàn)了對在線用戶的管理和維護(hù)功能，性能比較穩(wěn)定且簡單實用。系統(tǒng)軟件設(shè)計并實現(xiàn)了用戶注冊，登陸，用戶即時聊天，文件傳輸，聊天記錄管理，時鐘及文件傳輸記錄等相關(guān)功能。

關(guān)鍵詞：即時通訊 Java Eclipse 客戶端 服務(wù)器端

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0018-03

隨著飛速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)，IM軟件已經(jīng)成為目前軟件中用戶使用頻率最高，并且用戶粘度最高的軟件之一，越來越多的人利用網(wǎng)上的資源來享受不斷完善且發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也被越來越多的應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域，而如何更有效的處理用戶的請求，服務(wù)器如何更加易于維護(hù)和更新就成了比較重要的問題。該項目該論文主要特征是動態(tài)的、實時的完成信息的讀取、發(fā)送，利用流來實現(xiàn)信息的交換，并且具有高效的交互性，能夠較好的滿足了運行環(huán)境的需求和用戶的要求。

近年來，隨著計算機硬件技術(shù)的發(fā)展，硬件方面的制約越來越小，并且伴隨著不斷推出的心得通信技術(shù)，和不斷改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)條件，集成多個功能的IM軟件，已經(jīng)使得越來越多的用戶感受到了網(wǎng)絡(luò)的便利。同時即時通訊軟件也具有較低的成本，一系列的便利性也促使人們對這個領(lǐng)域更加深入的探索，這對于加強信息交流溝通的質(zhì)量和效率都具有較為重要的作用[1]。

1 系統(tǒng)功能簡介

1.1 客戶端

（1）用戶注冊功能，使用戶進(jìn)行賬號注冊并完成相關(guān)信息的填寫。

（2）用戶登錄功能，保證用戶能夠安全的登錄軟件，進(jìn)入聊天界面。

（3）聊天功能，實現(xiàn)在線用戶和用戶之間兩人或多人的在線溝通交流。

（4）文件傳輸，在線用戶兩兩之間可進(jìn)行文件的相互傳輸。

（5）聊天記錄功能，實現(xiàn)當(dāng)前用戶能夠查閱已保存的聊天內(nèi)容。

1.2 服務(wù)器端

（1）對用戶登錄信息進(jìn)行管理，并且進(jìn)行保存，以供后續(xù)查詢和處理。

（2）能夠向所有用戶發(fā)送系統(tǒng)消息。

（3）保存并顯示用戶之間的通話記錄內(nèi)容以及文件傳輸記錄，將該信息儲存在文件中，能夠滿足后續(xù)的查詢，并且在控制臺將其輸出，能夠完成實時的信息預(yù)覽[2]。

2 通訊軟件系統(tǒng)客戶端的設(shè)計

2.1 圖形界面的設(shè)計實現(xiàn)

該IM軟件采用C/S的工作模式，客戶端能夠?qū)崿F(xiàn)圖像界面的展示，方便用戶之間交流和更多的邏輯交互。以下為圖形界面實現(xiàn)相關(guān)類及方法的說明：

（1） setBorder（BorderFactory.createEmptyBorder（5， 5， 5， 5））；

應(yīng)用Border類來進(jìn)行邊框的寬度及高度設(shè)置，以便用戶輸入昵稱及密碼。登陸界面方面CellRenderer：JList里的一個元素，當(dāng)選擇和未選擇的時候，會有不同的背景色樣式。

UUListModel類繼承自AbstractListModel，實現(xiàn)了父類的抽象方法，可以作為JList的數(shù)據(jù)模型。

（2）public Chatroom（String u_name， Socket client） {

name=u_name；

clientSocket=client；

onlines=newVector（）；

其中CatChatroom類繼承自Jframe，用戶聊天窗口的界面。由公共聊天區(qū)域，個人打字區(qū)域，發(fā)送文件區(qū)域，開始按鈕，關(guān)閉按鈕，在線用戶列表，發(fā)送文件區(qū)域等部分組成。它綁定了客戶端socket對象，可以實現(xiàn)向服務(wù)器端發(fā)送各種類型的消息的功能。

（3）final JButton btnNewButton=new JButton（"＼u5173＼u95ED"）；

btnNewButton.setBounds（214，448，60，30）；

getContentPane（）.add（btnNewButton）； //關(guān)閉按鈕功能

發(fā)送按鈕功能：在用戶點擊的時候，會獲取當(dāng)前輸入框的內(nèi)容，并檢查選擇的對象，將內(nèi)容發(fā)送出去，如圖1所示[3]。

2.2 消息及文件的收發(fā)

消息的收發(fā)使用了socket編程，簡單而言，在客戶端用戶登陸成功后，服務(wù)器端會對客戶端進(jìn)行一個Socket的建立和相應(yīng)端口的分發(fā)，因此，服務(wù)器端應(yīng)用程序只用檢測該端口的數(shù)據(jù)就能夠確定是當(dāng)前用戶中的哪一個進(jìn)行數(shù)據(jù)的分發(fā)，在服務(wù)器端得到相對應(yīng)端口的數(shù)據(jù)時，根據(jù)用戶的消息和相對應(yīng)的處理邏輯進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。

其中ServerSocket的工作流程可以描述如下：首先使用ServerSocket方法選取服務(wù)器的某個端口進(jìn)行連接的建立，并且監(jiān)聽該端口。之后建立的對象在ServerSocket指定的端口利用accept的方法對信息進(jìn)行監(jiān)聽，一直到檢測有來自客戶端發(fā)送的試圖連接服務(wù)器的請求，accept方法才能由之前一直阻塞的狀態(tài)改變?yōu)橥〞碃顟B(tài)。同時返回到服務(wù)器端使客戶端的Socket接口與服務(wù)器端的Socket接口進(jìn)行連接。再來依據(jù)服務(wù)器中g(shù)etInputStream、getOutputStream的類型調(diào)用方法中的一個或兩個來建立與客戶端進(jìn)行交互的輸出流和輸入流。在這個整個過程中，服務(wù)器與客戶端是依據(jù)一定的協(xié)議來進(jìn)行交互的，直到二者的連接關(guān)閉為止。最后服務(wù)器或客戶端或兩個都關(guān)閉連接之后服務(wù)器才能繼續(xù)監(jiān)聽來自客戶端的下一次連接，如圖2所示[4]。

3 通訊軟件系統(tǒng)服務(wù)器端的設(shè)計

作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的服務(wù)器端，其主要作用會存儲并處理網(wǎng)絡(luò)上的大部分?jǐn)?shù)據(jù)，該項目中設(shè)計的服務(wù)器端用來監(jiān)聽來自客戶端發(fā)送的相關(guān)信息，并且進(jìn)行來自客戶端的信息管理，作用類似于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

作為服務(wù)器端，主要工作內(nèi)容為：接受客戶端的消息，并根據(jù)消息類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲，作用非常相似與目前網(wǎng)絡(luò)體系中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

服務(wù)器的作用就是承載各種各樣的數(shù)據(jù)，和軟件編寫者的處理邏輯，并且同時根據(jù)接收到的消息類型的不同，跳轉(zhuǎn)至不同的處理邏輯，進(jìn)行數(shù)據(jù)的梳理。同時轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，存儲記錄，打印日志。

該即時通訊軟件系統(tǒng)首先必須開啟服務(wù)器端進(jìn)行不斷的監(jiān)聽并即時反饋，當(dāng)客戶端用戶上線并交流，服務(wù)器日志會記錄相關(guān)通話內(nèi)容和時鐘顯示，當(dāng)用戶之間發(fā)送文件，同樣會顯示文件大小以及保存位置等相關(guān)信息，如圖3所示[5]。

4 測試過程及結(jié)果

該IM軟件系統(tǒng)進(jìn)行代碼部分的編寫工作完成后，需要進(jìn)行一些列的測試工作，不僅要測試系統(tǒng)各個方面的執(zhí)行準(zhǔn)確性，還要測試高效性和交互性等很多“軟實力”。

該即時通訊系統(tǒng)通過Java語言在Eclipse平臺上實現(xiàn)。測試結(jié)果如下：

（1） 服務(wù)器端能夠正確并且順利的啟動，并且能夠監(jiān)聽客戶端的行為。

（2） 客戶端界面能夠?qū)崿F(xiàn)。完成用戶的注冊功能，使用戶能夠輸入昵稱、密碼及再次確認(rèn)密碼。

（3）客戶端能夠完成用戶的登錄，并且檢測輸入的用戶名和密碼是否匹配，以及該用戶名是否存在于當(dāng)前系統(tǒng)中，如果密碼錯誤，則提示錯誤信息，并且提示用戶再次輸入。

（4） 客戶端文件傳輸功能實現(xiàn)。雙擊選擇用戶進(jìn)行文件的傳輸，接收方可選擇接收或不接收，之后可選擇存儲位置，同時有進(jìn)度條顯示進(jìn)程。

（5） 客戶端私聊及群聊功能實現(xiàn)。用戶可選擇一個或多個用戶進(jìn)行溝通交流。

（6） 客戶端字體及大小的設(shè)置。用戶可以調(diào)整字形及字體的大小

（7） 服務(wù)器端日志記錄用戶相關(guān)操作。從開始服務(wù)器啟動，到用戶上線提示，再到聊天記錄以及文件傳輸記錄均能夠顯示在日志當(dāng)中，方便查閱。

5 結(jié)語

目前來講，其實即時通訊軟件在生活中已經(jīng)較為常見，但從一定程度上來講，許多都是側(cè)重于娛樂功能的開發(fā)，用于實現(xiàn)單一通訊以及傳輸文件信息的軟件較為缺少。在點對點交流的同時，擺脫了對遠(yuǎn)程服務(wù)器的依賴，避免浪費過的網(wǎng)絡(luò)資源，具有較好的實用性。在此次即時通訊軟件系統(tǒng)的設(shè)計過程中，詳細(xì)闡述了一個即時通訊軟件模型的設(shè)計思路，并對各個模塊概念及功能及技術(shù)分別進(jìn)行了分析，最終完成了一個相對成熟的設(shè)計方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮博，應(yīng)群.面向?qū)ο蟮腏ava網(wǎng)絡(luò)編程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[2] 印旻.Java語言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000：256-230.

[3] Bruce Eckel著.陳昊鵬譯.Java編程思想[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[4] 吳越勝，李新磊，等.Eclipse 3.0程序開發(fā)技術(shù)詳解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[5] 翟高粵，基于Java語言Socket C/S通信的實現(xiàn)方法[J].甘肅科技縱橫，2005（6）：28-29，202.