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探析網(wǎng)上交談工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要： 使用Visual c#.NET中的Socket編程的關(guān)鍵技術(shù),以及多線程的知識(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)上交談工具，它提供的功能有：用戶登錄、顯示所有當(dāng)前的在線用戶、顯示進(jìn)行交談的用戶信息、與選定的用戶進(jìn)行交談，并且支持私人交談。對(duì)于開(kāi)發(fā)一般性的通信軟件，有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：Socket TCP協(xié)議 服務(wù)器 客戶端 線程
一、引言
隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)上交談已成為人們學(xué)習(xí)和工作的重要手段，那么如何設(shè)計(jì)合理的、人性化的網(wǎng)上交談工具就成為當(dāng)務(wù)之急。使用Visual c#.NET中的Socket編程技術(shù),以及多線程的知識(shí)可快速、方便地設(shè)計(jì)理想的網(wǎng)上交談工具。一個(gè)Socket通信無(wú)論功能多么齊全、程序多么復(fù)雜，其基本結(jié)構(gòu)均應(yīng)包括以下步驟:創(chuàng)建Socket對(duì)象，建立連接;打開(kāi)連接到Socket的輸入/輸出流;對(duì)Socket進(jìn)行讀寫操作;關(guān)閉Socket套接字，關(guān)閉流。
二、TCP協(xié)議通信的流程
TCP協(xié)議是面向連接的協(xié)議，它的實(shí)現(xiàn)需要數(shù)據(jù)發(fā)送方和數(shù)據(jù)接收方建立數(shù)據(jù)通信連接，它的具體流程如下：
1.服務(wù)器端首先創(chuàng)建服務(wù)器套接字
2.服務(wù)器套接字監(jiān)聽(tīng)一個(gè)端口，等待客戶端的請(qǐng)求
3.客戶端創(chuàng)建一個(gè)客戶端套接字
4.客戶端向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求
5.服務(wù)器確認(rèn)與客戶端的連接
6.客戶端和服務(wù)器利用建立的連接進(jìn)行通信
7.通信完畢后，客戶端和服務(wù)器關(guān)閉各自的連接
三、Socket編程簡(jiǎn)介
1.利用Socket建立服務(wù)器程序
要用Socket建立一個(gè)TCP服務(wù)器程序,一般需要以下幾個(gè)步驟:
�。�1）創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器套接字，用IP地址和端口初始化服務(wù)器
�。�2）監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器端口
�。�3）確認(rèn)與客戶端的連接
�。�4）處理客戶端的請(qǐng)求并回應(yīng)客戶端
（5）斷開(kāi)客戶端的連接，釋放客戶端的連接
�。�6）關(guān)閉服務(wù)器，釋放服務(wù)器連接
2.利用Socket建立客戶端程序
要用Socket建立一個(gè)TCP客戶端程序，一般需要以下幾個(gè)步驟:
�。�1）創(chuàng)建客戶端套接字
�。�2）連接服務(wù)器
�。�3）得到與服務(wù)器通信的流通道
�。�4）向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)
�。�5）接收從服務(wù)器發(fā)回的數(shù)據(jù)
�。�6）斷開(kāi)連接
四、設(shè)計(jì)方案
1.服務(wù)器端的設(shè)計(jì)
服務(wù)器端管理著交談任務(wù)，它維持著一張當(dāng)前在線用戶的列表，轉(zhuǎn)發(fā)用戶發(fā)送來(lái)的信息，主要功能如下：
監(jiān)聽(tīng)本機(jī)IP地址中的一個(gè)指定的端口。
當(dāng)有客戶端向該端口發(fā)出請(qǐng)求時(shí),服務(wù)器程序立即建立一個(gè)與該客戶端的連接并啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)處理該客戶端的所有請(qǐng)求。
根據(jù)客戶端發(fā)送來(lái)的各種不同的請(qǐng)求，執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將處理結(jié)果返回給該客戶端。服務(wù)器能識(shí)別4種請(qǐng)求命令:CONN（建立新的連接）、CHAT(聊天）、PRIV(私聊)和EXIT(離開(kāi))，服務(wù)器接收ASCII字符信息，用“|”分隔信息的各個(gè)部分，一條信息包含一條命令，一個(gè)或多個(gè)信息參數(shù)。
2.客戶端的設(shè)計(jì)
客戶端應(yīng)用程序包含用戶登錄窗口和用戶交談的主窗口，它允許用戶登錄到服務(wù)器，可以向服務(wù)器發(fā)送信息，同時(shí)可以接收從服務(wù)器返回的信息，設(shè)計(jì)的主要功能如下：
向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求。
得到服務(wù)器程序的確認(rèn)后，建立與服務(wù)器的連接，并獲得與服務(wù)器交互的流通道（NetworkStream）。
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)流通道與服務(wù)器端的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)器能夠識(shí)別的以上4種命令請(qǐng)求，同時(shí)也接收服務(wù)器發(fā)回的命令�？蛻舳四軌蜃R(shí)別的命令有JOIN（通知當(dāng)前在線用戶有新的用戶進(jìn)入聊天室）、LIST(更新當(dāng)前在線用戶)和QUIT(關(guān)閉客戶端程序）。客戶端程序接收ASCII字符信息，用“|”分隔信息的各個(gè)部分，一條信息包含一條命令，一個(gè)或多個(gè)信息參數(shù)�！∥濉⒔鉀Q方案
1.服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)
服務(wù)器端是一個(gè)Windows窗體應(yīng)用程序，命名為ChatServer。當(dāng)運(yùn)行服務(wù)器程序時(shí)，單擊服務(wù)器窗體上的“啟動(dòng)”按鈕后，便啟動(dòng)了服務(wù)器進(jìn)程。為了使用Socket對(duì)象和Thread對(duì)象，在代碼文件中加入名字空間System.Net、System.Net..Socket、System..Threading的引用。
在服務(wù)器端使用了多線程，每個(gè)用戶通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的線程進(jìn)行連接，當(dāng)服務(wù)器開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，它就啟動(dòng)一個(gè)線程等待客戶連接（在方法StartListen()中實(shí)現(xiàn)）。當(dāng)接收到一個(gè)請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器立即啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)處理和該客戶端的信息交互（在方法ServiceClient()中實(shí)現(xiàn)）。自定義了一個(gè)Client類，它用于保存每個(gè)當(dāng)前在線用戶的用戶名和與服務(wù)器連接的Socket對(duì)象。當(dāng)Socket連接一旦建立，就馬上將其保存在一個(gè)Client對(duì)象中，以便讓每個(gè)用戶有自己的Socket，以后可以對(duì)不同用戶的Socket對(duì)象進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)與客戶端的數(shù)據(jù)交換。
在服務(wù)器窗口中，單擊“啟動(dòng)”按鈕，進(jìn)入btnStart_Click處理程序。在該處理程序中，創(chuàng)建了一個(gè)服務(wù)器套接字并且監(jiān)聽(tīng)本機(jī)IP地址中的一個(gè)指定的端口，同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)線程等待用戶連接（在方法StartListen()中實(shí)現(xiàn)）。StartListen()方法是在新的進(jìn)程中進(jìn)行的操作，它主要用于當(dāng)接收到一個(gè)客戶端請(qǐng)求時(shí)，確認(rèn)與客戶端的連接，并且立即啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)處理和該客戶端的信息交互（在方法ServiceClient()中實(shí)現(xiàn)）。ServiceClient()方法用于和客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，包括接收客戶端的請(qǐng)求，根據(jù)不同的請(qǐng)求命令，執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將處理結(jié)果返回到客戶端，此方法完成了服務(wù)器的主要的工作。SendToClient()方法實(shí)現(xiàn)了向客戶端發(fā)送命令請(qǐng)求的功能，它利用不同用戶保存的Socket對(duì)象，向?qū)?yīng)的用戶發(fā)送命令請(qǐng)求。GetUserList()方法實(shí)現(xiàn)了獲取當(dāng)前在線用戶列表的功能，它通過(guò)對(duì)clients數(shù)組的遍歷，獲取當(dāng)前在線用戶的用戶名，用字符串發(fā)回。
2.客戶端的實(shí)現(xiàn)
客戶端是一個(gè)Windows窗體應(yīng)用程序，命名為ChatClient。當(dāng)運(yùn)行客戶端程序時(shí)，首先進(jìn)入登錄界面，輸入用戶名，單擊“登錄”按鈕后，進(jìn)入交談主窗口（命名為L(zhǎng)ogin），在主窗口中可以向服務(wù)器發(fā)送信息，同時(shí)可以接收從服務(wù)器返回的信息。
(1)Login.cs文件的實(shí)現(xiàn)
Login.cs文件是登錄窗體的代碼文件，為了使用Socket對(duì)象，在代碼文件中加入名字空間System.Net 、System.Net..Socket的引用，它主要實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建客戶端套接字同時(shí)連接到服務(wù)器指定端口，把用戶名和創(chuàng)建的客戶端套接字傳遞給ChatClient窗體。
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