基于 Java+MySQL实现TCP聊天工具
基于 TCP 的 QQ 聊天工具
1 功能设计
1.1 功能概述
该系统是基于JAVA语言开发的一款网络聊天工具，通过Socket实现TCP编程，使用多线程实现了多客户端的连接。模仿腾讯QQ的界面，功能较为简单，但是使用了最基本的网络编程技术，如socket、tcp、I/O阻塞、多线程、MySQL数据库等。
该系统实现了用户的注册、登录以及与好友聊天的功能。
用户注册：系统随机生成账号，用户按照要求填入相应的信息。
用户登录：用户根据自己的账号和密码进行登录。
好友聊天：登录成功后，点击好友列表中的好友进行聊天。
1.2 功能模块图
该系统主要分为客户端还有服务器两个模块，具体的功能模块图如下图 1.1 所示。
图 1.1 功能模块图
2 逻辑设计
1、系统整体逻辑：
本系统由客户端响应用户的操作，通过封装对象实例化客户端，将请求发送给客户端，由客户端去执行相对应的数据库操作，将查询结果返回给服务器，服务器再执行响应的请求结果，图2.1所示
图 2.1 系统整体逻辑图
2、注册功能实现逻辑：
用户通过客户端进行账号的申请，客户端将注册的 User 对象信息封装为 CommandTranser 对象，通过实例化一个客户端，经过 sendData(CommandTransermsg)方法向服务器发送数据，服务器根据传来的注册请求和 username 去执行相应的数据库操作进行校验，由 msg.isfalg()返回结果，如果已存在该账号，则重新进行注册，未存在该账号，则可以进行登录。如图 2.2 所示
图 2.2 用户注册逻辑图
3、登录逻辑图：
用户通过客户端进行登录，客户端将带有账号和密码的登录指令封装为CommandTranser对象，然后实例化一个客户端，经过sendData(CommandTransermsg)方法向服务器发送数据，服务器根据传来的登录请求、username和password去执行相应的数据库操作进行校验，由msg.isfalg()返回结果，存在该用户则允许登录，否则需要重新输入正确的账号密码再次进行登录。如图2.3所示
图 2.3 用户登录逻辑图
4、聊天逻辑图：
图 2.4 聊天逻辑图
3 界面设计
3.1 注册界面：
该界面主要给用户提供注册新账号的功能。注册账号时除了自动生成的账号和输入的密码外，还需要进行身份的验证，其中包括真实姓名、性别、手机号。注册界面如图3.1.1所示
图 3.1.1 用户注册页面图
在客户端对输入的信息进行了校验，不允许输入的信息为空，并给出相应的系统提示信息，如图 3.1.2 所示。通过客户端向服务器发送的注册请求，服务器进行数据库的校验，同样返回系统提示信息。
图 3.1.2 系统提示图
3.2 登录界面
用户输入账号和密码后，服务器会将用户输入的信息进行校验，如果账号和密码输入有误，则会产生系统提示，让用户重新进行登录。如图3.2.1和图3.2.2所示
图 3.2.2 登录失败提示图
图 3.2.1 系统登录模块图
3.3 好友列表页面
用户输入正确的账号和密码后，完成登录请求，并打开好友列表界面，在列表顶部展示欢迎信息，如图3.3.1所示。添加了鼠标移入移出效果，如图3.3.2所示
如图3.3.1好友列表页面
如图3.3.2好友列表页面
3.4 好友聊天页面
用户在列表中双击鼠标，打开相应的聊天页面，如图3.4.1所示。在文本框中输入要发送的消息，如果用户不存在，会发出相应的系统提示，如图3.4.2所示。
图3.4.1聊天页面图
图3.4.2系统提示图
鼠标双击打开两个在线的好友，可以进行私聊功能，如图 3.4.3 所示。
图 3.4.3 私聊页面图
3.5 服务器界面
点击开启服务器后，新建一个线程开启服务器循环监听客户端的连接。如图3.5所示。
图 3.5 服务器页面图
4 各模块详细设计
4.1 登录模块
点击了登录模块后，首先判断账号和密码是否为空，然后封装为CommandTranser对象，向服务器发送数据，服务器通过与数据库进行比对来验证账号密码。
客户端获取用户输入的信息以及发送请求的代码如下：
服务器 Userservice 类操作数据库对登录进行验证，如果账号和密码正确，则返回 true，否则返回 false。实现代码如下：
如果登录成功，则将生成一个 SocketThread 对象，包括一个 socket，一个用户账号，将该 SocketThread 加入到 HashMap<String,Socket> 集合中，并且开启此用户的接收线程。代码如下：
HashMap<String,Socket> 用于记录所有已经成功登录的客户端。代码如下：
4.2 注册模块
客户端获取用户输入的信息后，将用户信息封装为User对象，将请求封装为CommandTranser对象，发送给服务器。代码如下：
服务器根据发送的请求，在 UserService 类中 checkregistUser(Useruser)先进行账号的验证操作，查询该账号是否已经存在。代码如下：
如果返回 false，则说明该账号未注册，允许用户进行注册，然后 UserService 类中的 register(Useruser)完成用户的注册。
4.3 聊天模块
一旦聊天功能启动，为每一个用户开启一个线程，通过I/O阻塞，client.getData()接收服务器发送的数据，如果服务器处理数据成功，接收消息，否则弹出该好友不在线的系统提示信息。
客户端获取消息内容、发送方和接收方，通过CommandTranser向服务器发送数据，代码如下：
服务器时刻监听客户端发送的消息，并调用 CommandTranserexecute(CommandTransermsg)方法传入 message 进行处理，如果处理成功，则可以向该好友发送消息，如果服务器处理信息失败，信息发送给自己，代码如下：
服务器对发送的消息进行处理，判断好友是否在线，然后将 msg 返回。代码如下：
服务器将所有的操作做完后，客户端再通过 getData()接收从服务器返回的数据，并在聊天界面中进行展示，代码如下：
4.4 数据库工具类
Dbhelpher为连接数据库的工具类，用户加载数据库驱动，连接数据库。
4.5 封装交换数据类
该类主要是客户端与服务器交换的数据，其中包括发送者、接受者、传递的请求数据、服务器需要做的指令以及处理结果。
代码如下：
5 系统测试
1.用户注册的测试，如果已经存在该账号，会出现系统提示，并重新生成号码并注册。否则注册成功。
图 5.1.2 注册成功系统提示图
图 5.1.1 注册失败系统提示图
2.用户输入账号和密码后，服务器会将用户输入的信息进行校验，如果账号和密码输入有误，则会产生系统提示，让用户重新进行登录。如图 5.2.1 和图 5.2.2 所示
图 5.2.2 登录失败提示图
图 5.2.1 系统登录模块图
3.用户输入正确的账号和密码后，完成登录请求，并打开好友列表界面，在列表顶部展示欢迎信息，如图 5.3.1 所示。添加了鼠标移入移出效果，如图 5.3.2 所示
如图5.3.2好友列表页面
如图5.3.1好友列表页面
4.用户在列表中双击鼠标，打开相应的聊天页面，如图 5.4.1 所示。在文本框中输入要发送的消息，如果用户不存在，会发出相应的系统提示，如图 5.4.2 所示。
图5.4.1聊天页面图
图5.4.2系统提示图
鼠标双击打开两个在线的好友，可以进行私聊功能，如图 5.5.1 所示。
图 5.5.1 私聊页面图
6 主要问题解决过程
1）如何判断该好友是否在线？
最后一节课的课程分享，5 班的同学在他的课程设计中使用了数组对登录的用户进行了记载，0 代码不在线，1 代表在线。在这里，我使用了相同的处理方式，将所以已经成功登录的用户 SocketThread 加入到 HashMap 集合中，SocketThread 中记录了所有成功连接的 socket 实体类。
2）消息只能接收一次
使用 while 循环，时刻监听 socket 发送的数据，I/O 阻塞接受客户端的消息。
3）验证登录和验证注册的逻辑使用了同一个。
一开始写好了登录的验证，后来实现注册时，在想注册和登录不就是返回结果相反吗？登录时是通过服务器查询数据库中存在该账号才允许登录，而注册验证是查询数据库后没有该用户才允许注册，所以直接调用了同一个方法。后来注册时有时可以，有时出现问题，当时没有仔细想，后来才发现，返回结果是相反，但是验证注册不需要密码啊，只需要查询数据库中是否有该用户即可，如果使用登录的验证进行注册验证，那用户账号一样，密码不一样，同样可以允许注册了。
将注册的验证和注册的完成操作单独拿出，bug 解决。
4）如何将不同的请求进行集中操作？
Java 中的泛型可以处理不同数据的传入，但是由于平时使用的不多，对于泛型并不能彻底为我所用。最后封装了一个 CommandTranser 对象，实例化客户端时，通过 sendData(CommandTransermsg)方法向服务器发送数据，然后通过 getData()方法获得数据库返回的结果。
5）如果好友不在线，发送的消息怎么处理？
一开始自己想，只要好友不在线，弹出系统提示就足够了，不需要再将消息进行处理，可以在运行时出现了问题。没有想到好的解决办法，自己的处理方式是当好友不在线时，将该消息的发送方和接收方都设置为了自己。其实后来想想，如果实现了在线好友列表，在未发送消息之前，就可以知道好友是否在线，该问题就迎道而解。
7 作品总结
1）系统整体
好几个周的努力，几天晚上的熬夜，该网络聊天工具基本算是完成，实现了用户的注册、登录以及好友之间的聊天功能。
2）系统亮点
该网络聊天工具虽然简单，但是其中之间夹杂了不少的逻辑。一开始自己想把登录、注册的验证只在客户端与数据库之间进行，仔细一想，那不就是上学期的大作业了嘛，不能体现网络编程的思想，所以将所有的请求处理放在服务器，虽然给自己带来了很大的困难，不过总之算是完成。
3）系统不足
好友之间的聊天，聊天内容局限性太大，内容太单一，只能进行文本消息的发送和接收，不能发送图片、文件。
网络的安全问题以及数据库的安全问题在该系统中并没有得到体现。
随机生成的账号时就确保该账号未曾注册过，而并不是单击注册之后再进行校验。
4）系统未来展望
在好友列表界面，有一个在线好友功能，未有实现，是否可以跟随着服务器的启动与关闭，创建和删除一个在线好友列表的数据库表。
增强系统的功能性与实用性，可以实现图片、文件、语音等的发送。
加强系统的安全性，对用户信息进行加密。
本学期的网络编程课算是结束，可是学习的路程还没有结束，课上的一些知识点，还不能让自己很轻松的驾驭。但是这一学期的学习，弥补了上学期 Java 课程中网络一章的不足，收获了很多，也接触到了很多特别有意思的地方，但是还有很多需要自己再继续学习下去，继续深入下去，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。一学期，也感谢董老师带来的激情与付出。