C# 聊天软件.docx
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C#聊天软件
C#专业实践
专业：
软件工程
班级：
0801
学号：
200812052
姓名：
丁志均，邢皓，魏子龙
成绩：
二〇一一年九月
目录
1需求分析-3-
1.1开发背景-3-
1.2功能需求-3-
1.3软件结构-3-
1.3.1服务器端的设计-3-
1.3.2客户端设计-4-
2相关知识-5-
2.1TCP与Socket-5-
3详细设计-7-
3.1服务器端的实现-7-
3.2客户端的实现-18-
4设计总结-25-
1需求分析
1.1开发背景
为了满足学习研究需要，设计本在线C#聊天工具，它提供了基本的聊天功能。
1.2功能需求
①能查看所有在线用户
②能对所有在线用户进行群聊
③支持点对点的单聊
1.3软件结构
本程序包括两个大的方面，服务器端和客户端。
1.3.1服务器端的设计
服务器端管理着聊天任务，维持着一张当前在线用户的列表，转发用户送来的信息。
1）监听本机IP地址的一个指定的端口
2）根据客户端发送来的各种不同的请求，执行相应的操作，并将处理结果返回给该客户端。
3）服务器能够识别6种请求命令：
1CONNECT—连接聊天室
2JOIN—通知本人已加入聊天室
3LIST—抢客户端发送全部登陆用户名
4CHAT—群聊功能
5PRIV—私聊功能
6EXIT|QUIT—退出聊天室
1-1服务器端界面
1.3.2客户端设计
客户端应用程序包括用户登录窗口和用户聊天的主窗口，它允许用户登录到服务器，可以向服务器发送信息，同时可以接收从服务器返回的信息
1）向远程服务器发送连接请求
2）得到服务器程序的确认后，建立与服务器的连接，并获得与服务器交互的流通道
3）通过网络流通道与服务器端的程序进行数据通信。
向服务器发送服务器能够识别的四种指令请求，同时也接收服务器发回的命令。
客户端能够识别的命令有通知当前在线用户有新的用户进入聊天室，更新当前在线用户和关闭客户端程序。
1-2客户端界面
2相关知识
2.1TCP与Socket
1主要包括服务器端的实现和客户端的实现
采用TCP协议通信和Socket编程基础
TCP协议是面向连接的协议，它的实现需要数据发送方和数据接收方建立数据通信连接
具体流程如下：
4）服务器端首先创建服务器套接字
5）服务器套接字监听一个端口，等待客户端的请求
6）客户端创建一个客户端套接字
7）客户端向服务器发送连接请求
8）服务器确认与客户端的连接
9）客户端和服务器利用建立的连接进行通信
10）通信完毕后，客户端和服务器关闭各自的连接
2．Socket编程基础
利用Socket建立一个TCP服务器程序
1）创建一个服务器套接字，用IP地址和端口初始化服务器
2）监听服务器端口
3）确认与客户端的连接
4）处理客户端的请求并回应客户端
5）关闭服务器，释放服务器连接
利用Socket建立客户端程序
1）创建客户端套接字
2）连接服务器
3）得到与服务器通信的流通道
4）向服务器发送数据
5）接收从服务器发回的数据
6）断开连接
2-1服务器与客户端的通信流程
3详细设计
3.1服务器端的实现
为了使用Socke对象和Thread对象，在代码中加入名字空间Systen.Net、System.Net.Sockets和System.Thread的引用
在服务器端使用了多线程，每个用户通过处理一个单独的线程进行连接，当聊天服务器开始运行时，它就启动一个线程等待客户连接。
当接收到一个请求时，服务器立刻启动一个线程来处理和该客户端的信息交互。
这里自定义一个Client类，它用于保存每个当前在线用户的用户名和服务器连接的Socket对象。
当Socket连接一旦建立，就马上将其保存在一个Client对象中，以便让每个用户有自己的Socket，以后可以对不同用户的Socket对象进行操作，实现与客户端的数据交互。
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.ComponentModel;
usingSystem.Data;
usingSystem.Drawing;
usingSystem.Collections;
usingSystem.Text;
usingSystem.Windows.Forms;
usingSystem.Net;
usingSystem.Net.Sockets;//引入Socket的命名空间
usingSystem.Threading;//引入线程的命名空间
namespaceChatApplicationServer
{
publicpartialclassfrmServerMain:
Form
{
//clients数组保存当前在线用户的client对象
internalstaticHashtableclients=newHashtable（）;
//该服务器默认的监听器
privateTcpListenerlistener;
//默认最大支持的客户端连接数
staticintMAXUSER=100;
//服务器是否开启的标志
internalstaticboolServerFlag=false;
publicfrmServerMain（）
{
InitializeComponent（）;
}
publicdelegatevoidAppendMsgEventHandler（RichTextBoxrb,stringmsg）;//定义在线程中操作不同线程创建的控件的委托
publicdelegatevoidAppendUserEventHandler（ListBoxlb,stringusername）;
//开启服务器
privatevoidbtStartServer_Click（objectsender,EventArgse）
{
intiPort=this.returnValidPort（tbServerPort.Text.Trim（））;
if（iPort<0）
{
MessageBox.Show（"错误的端口信息！
","错误提示"）;
return;
}
stringip=this.returnIpAddress（）;
try
{
IPAddressuserIP=IPAddress.Parse（ip）;
//创建服务器套接字
listener=newTcpListener（userIP,iPort）;
listener.Start（）;
this.rbChatContent.AppendText（"服务器已经启动,正在监听"+ip+"端口号：
"+tbServerPort.Text+"..........\n"）;
frmServerMain.ServerFlag=true;
//以下方法启动一个新的线程,执行监听方法
//以便在一个独立的进程中执行确认与客户端连接的操作
Threadthread=newThread（StartListen）;
thread.Start（）;
btStartServer.Enabled=false;
btStopServer.Enabled=true;
}
catch（Exceptionex）
{
this.rbChatContent.AppendText（ex.Message+"\n"）;
}
}
//用于接收客户端的请求,确认与客户端的连接
//并且启动一个新的线程处理客户端的请求
privatevoidStartListen（）
{
while（frmServerMain.ServerFlag）
{
try
{
//当接收到客户端请求时，确认与客户端的连接
if（listener.Pending（））
{
SocketnewSocket=listener.AcceptSocket（）;
if（clients.Count>=MAXUSER）
{
MessageBox.Show（"连接数已经超过允许连接的最大数"+MAXUSER.ToString（）+",拒绝新的连接！
","错误提示"）;
this.rbChatContent.AppendText（"连接数已经超过允许连接的最大数"+MAXUSER.ToString（）+",拒绝新的连接！
"）;
newSocket.Close（）;
}
else
{
//启动一个新的线程,处理用户相应的请求
ChatClientnewClient=newChatClient（this,newSocket）;
ThreadClientThread=newThread（newClient.ClientService）;
ClientThread.Start（）;
}
}
Thread.Sleep（50）;
}
catch（Exceptionex）
{
this.UpdateMsg（ex.Message）;
}
}
}
//获取有效的端口号
privateintreturnValidPort（stringstrPort）
{
intport;
//测试端口号是否有效
try
{
if（tbServerPort.Text==""）
{
thrownewArgumentException（"端口号为空,不能启动服务器！
"）;
}
else
{
port=Convert.ToInt32（tbServerPort.Text.Trim（））;
}
}
catch（Exceptionex）
{
this.rbChatContent.AppendText（"无效的端口号：
"+ex.Message+"\n"）;
return-1;
}
returnport;
}
///
///获取本机局域网IP地址
///
///
privatestringreturnIpAddress（）
{
IPAddress[]AddressList=Dns.GetHostByName（Dns.GetHostName（））.AddressList;
if（AddressList.Length<1）
{
return"";
}
returnAddressList[0].ToString（）;
}
///
///获得拨号动态分配IP地址
///
///
privatestaticstringgetDynamicIPAddress（）
{
IPAddress[]AddressList=Dns.GetHostByName（Dns.GetHostName（））.AddressList;
if（AddressList.Length<2）
{
return"";
}
returnAddressList[1].ToString（）;
}
///
///更新显示信息
///
///
publicvoidUpdateMsg（stringmsg）
{
Invoke（newAppendMsgEventHandler（AppendMsgEvent）,rbChatContent,msg+"\n"）;
}
///
///添加用户更新界面
///
///
publicvoidAddUser（stringname）
{
stringstr="【"+name+"】"+"已经加入聊天！
\n";
Invoke（newAppendMsgEventHandler（AppendMsgEvent）,rbChatContent,str）;//AppendMsgEvent（rbChatContent,"【"+name+"】"+"已经加入聊天！
\n"）;
//将刚加入的用户添加进用户列表
Invoke（newAppendUserEventHandler（AppendUserEvent）,lbOnlineUser,name）;
this.tslOnlineUserNum.Text=Convert.ToString（clients.Count）;
}
publicvoidAppendMsgEvent（RichTextBoxrb,stringmsg）
{
rb.AppendText（msg）;
}
publicvoidAppendUserEvent（ListBoxlb,stringusername）
{
lb.Items.Add（username）;
}
///
///获取用户列表
///
///
publicstringGetUserList（）
{
stringuserList="";
for（inti=0;i{
userList=userList+lbOnlineUser.Items[i].ToString（）+"|";
}
returnuserList;
}
///
///移出用户
///
///
publicvoidRemoveUser（stringname）
{
this.rbChatContent.AppendText（name+"已经离开聊天室\n"）;
//将刚连接的用户名加入到当前在线用户列表中
this.lbOnlineUser.Items.Remove（name）;
this.tslOnlineUserNum.Text=System.Convert.ToString（clients.Count）;
}
//停止服务器
privatevoidbtStopServer_Click（objectsender,EventArgse）
{
frmServerMain.ServerFlag=false;
btStartServer.Enabled=true;
btStopServer.Enabled=false;
UpdateMsg（"服务器已经停止监听.\n"）;
}
//关闭窗体
privatevoidfrmServerMain_FormClosing（objectsender,FormClosingEventArgse）
{
frmServerMain.ServerFlag=false;
}
privatevoidtbServerPort_TextChanged（objectsender,EventArgse）
{
this.btStartServer.Enabled=（this.tbServerPort.Text!
=""）;
}
privatevoidfrmServerMain_Load（objectsender,EventArgse）
{
}
}
publicclassChatClient
{
privatestringname;
privateSocketcurrentSocket=null;
privatestringipAddress;
privatefrmServerMainserver;
//保留当前连接的状态
//CLOSED-->CONNECTED-->CLOSED
stringconnState="closed";
publicChatClient（frmServerMainserver,SocketcurrentSocket）
{
this.server=server;
this.currentSocket=currentSocket;
}
publicstringName
{
get{returnname;}
set{name=value;}
}
publicSocketCurrentSocket
{
get{returncurrentSocket;}
set{currentSocket=value;}
}
publicstringIpAddress
{
get{returnipAddress;}
}
//获取远程IP地址
privatestringgetRemoteIp（）
{
return（（IPEndPoint）currentSocket.RemoteEndPoint）.Address.ToString（）;
}
//和客户端进行数据通信,包括接收客户端的请求
//根据不同的请求命令,执行相应的操作,并将操作结果返回给客户端
publicvoidClientService（）
{
string[]acceptStr=null;//保存消息字符
byte[]buff=newbyte[1024];//缓冲区
boolkeepConnected=true;
//用循环不断地与客户端进行交互,直到其发出EXIT或者QUIT命令
//将keepConnected设置为false,退出循环，关闭当前连接,中止当前线程
while（keepConnected&&frmServerMain.ServerFlag）
{
acceptStr=null;
try
{
if（currentSocket==null||currentSocket.Available<1）
{
Thread.Sleep（300）;
continue;
}
//接收信息存入buff数组中
intlength=currentSocket.Receive（buff）;
//将字符数组转换为字符串
stringCommand=Encoding.Default.GetString（buff,0,length）;
//对字符串按分隔符拆分
acceptStr=Command.Split（newchar[]{'|'}）;
if（acceptStr==null）
{
Thread.Sleep（200）;
continue;
}
}
catch（Exceptionex）
{
server.UpdateMsg（"程序发生异常,异常信息:
"+ex.Message）;
}
if（acceptStr[0]=="CONNECT"）
{
//如果为CONECT，则它的命令格式为“CONNECT|发送者的用户名：
附件信息”
//则acceptStr[1]保存的就是用户名
this.name=acceptStr[1];
if（frmServerMain.clients.Contains（this.name））
{
SendToClient（this,"ERORR|User"+this.name+"已经存在！
"）;
}
else
{
HashtablesynClients=Hashtable.Synchronized（frmServerMain.clients）;
synClients.Add（this.name,this）;
//更新界面
server.AddUser（this.name）;
//对每一个在线用户发送JOIN和LIST消息命令更新用户列表
IEnumeratormyIEnumerator=frmServerMain.clients.Values.GetEnumerator（）;
while（myIEnumerator.MoveNext（））
{
ChatClientcClient=（ChatClient）myIEnumerator.Current;
SendToClient（cClient,"JOIN|"+this.name+"|"）;
Thread.Sleep（100）;
}
//更新连接状态
connState="connected";
SendToClient（this,"OK"）;
//向客户端发送LIST命令更新用户列表
stringmsgUsers="LIST|"+server.GetUserList（）;
SendToClient（this,msgUsers）;
}
}
elseif（acceptStr[0]=="LIST"）
{
if（connState=="CONNECTED"）
{
//向客户端发送LIST命令，以此更新客户端的当前在线用户列表
stringmsgUsers="LIST|"+server.GetUserList（）;
SendToClient（this,msgUsers）;
}
else
{
SendToClient（this,"ERROR|服务器未连接,请重新登录"）;
}
}
elseif（acceptStr[0]=="CHAT"）
{
if（connState=="connected"）
{
//此时接收到的命令的格式为：
//命令标志符（CHAT）|发送者的用户名：
发送内容|
//向所有当前在线的用户转发此信息
IEnumeratormyEnumerator=frmServerMain.
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