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探析網上交談工具的設計與實現
摘要： 使用Visual c#.NET中的Socket編程的關鍵技術,以及多線程的知識實現一個簡單的網上交談工具，它提供的功能有：用戶登錄、顯示所有當前的在線用戶、顯示進行交談的用戶信息、與選定的用戶進行交談，并且支持私人交談。對于開發一般性的通信軟件，有一定的參考價值。關鍵詞：Socket TCP協議 服務器 客戶端 線程
一、引言
隨著信息技術的高速發展，網上交談已成為人們學習和工作的重要手段，那么如何設計合理的、人性化的網上交談工具就成為當務之急。使用Visual c#.NET中的Socket編程技術,以及多線程的知識可快速、方便地設計理想的網上交談工具。一個Socket通信無論功能多么齊全、程序多么復雜，其基本結構均應包括以下步驟:創建Socket對象，建立連接;打開連接到Socket的輸入/輸出流;對Socket進行讀寫操作;關閉Socket套接字，關閉流。
二、TCP協議通信的流程
TCP協議是面向連接的協議，它的實現需要數據發送方和數據接收方建立數據通信連接，它的具體流程如下：
1.服務器端首先創建服務器套接字
2.服務器套接字監聽一個端口，等待客戶端的請求
3.客戶端創建一個客戶端套接字
4.客戶端向服務器發送連接請求
5.服務器確認與客戶端的連接
6.客戶端和服務器利用建立的連接進行通信
7.通信完畢后，客戶端和服務器關閉各自的連接
三、Socket編程簡介
1.利用Socket建立服務器程序
要用Socket建立一個TCP服務器程序,一般需要以下幾個步驟:
（1）創建一個服務器套接字，用IP地址和端口初始化服務器
（2）監聽服務器端口
（3）確認與客戶端的連接
（4）處理客戶端的請求并回應客戶端
（5）斷開客戶端的連接，釋放客戶端的連接
（6）關閉服務器，釋放服務器連接
2.利用Socket建立客戶端程序
要用Socket建立一個TCP客戶端程序，一般需要以下幾個步驟:
（1）創建客戶端套接字
（2）連接服務器
（3）得到與服務器通信的流通道
（4）向服務器發送數據
（5）接收從服務器發回的數據
（6）斷開連接
四、設計方案
1.服務器端的設計
服務器端管理著交談任務，它維持著一張當前在線用戶的列表，轉發用戶發送來的信息，主要功能如下：
監聽本機IP地址中的一個指定的端口。
當有客戶端向該端口發出請求時,服務器程序立即建立一個與該客戶端的連接并啟動一個新的線程來處理該客戶端的所有請求。
根據客戶端發送來的各種不同的請求，執行相應的操作，并將處理結果返回給該客戶端。服務器能識別4種請求命令:CONN（建立新的連接）、CHAT(聊天）、PRIV(私聊)和EXIT(離開)，服務器接收ASCII字符信息，用“|”分隔信息的各個部分，一條信息包含一條命令，一個或多個信息參數。
2.客戶端的設計
客戶端應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器，可以向服務器發送信息，同時可以接收從服務器返回的信息，設計的主要功能如下：
向遠程服務器發送連接請求。
得到服務器程序的確認后，建立與服務器的連接，并獲得與服務器交互的流通道（NetworkStream）。
通過網絡流通道與服務器端的程序進行數據通信。向服務器發送服務器能夠識別的以上4種命令請求，同時也接收服務器發回的命令。客戶端能夠識別的命令有JOIN（通知當前在線用戶有新的用戶進入聊天室）、LIST(更新當前在線用戶)和QUIT(關閉客戶端程序）。客戶端程序接收ASCII字符信息，用“|”分隔信息的各個部分，一條信息包含一條命令，一個或多個信息參數。 五、解決方案
1.服務器端的實現
服務器端是一個Windows窗體應用程序，命名為ChatServer。當運行服務器程序時，單擊服務器窗體上的“啟動”按鈕后，便啟動了服務器進程。為了使用Socket對象和Thread對象，在代碼文件中加入名字空間System.Net、System.Net..Socket、System..Threading的引用。
在服務器端使用了多線程，每個用戶通過一個單獨的線程進行連接，當服務器開始運行時，它就啟動一個線程等待客戶連接（在方法StartListen()中實現）。當接收到一個請求時，服務器立即啟動一個新的線程來處理和該客戶端的信息交互（在方法ServiceClient()中實現）。自定義了一個Client類，它用于保存每個當前在線用戶的用戶名和與服務器連接的Socket對象。當Socket連接一旦建立，就馬上將其保存在一個Client對象中，以便讓每個用戶有自己的Socket，以后可以對不同用戶的Socket對象進行操作，實現與客戶端的數據交換。
在服務器窗口中，單擊“啟動”按鈕，進入btnStart_Click處理程序。在該處理程序中，創建了一個服務器套接字并且監聽本機IP地址中的一個指定的端口，同時啟動一個線程等待用戶連接（在方法StartListen()中實現）。StartListen()方法是在新的進程中進行的操作，它主要用于當接收到一個客戶端請求時，確認與客戶端的連接，并且立即啟動一個新的線程來處理和該客戶端的信息交互（在方法ServiceClient()中實現）。ServiceClient()方法用于和客戶端進行數據通信，包括接收客戶端的請求，根據不同的請求命令，執行相應的操作，并將處理結果返回到客戶端，此方法完成了服務器的主要的工作。SendToClient()方法實現了向客戶端發送命令請求的功能，它利用不同用戶保存的Socket對象，向對應的用戶發送命令請求。GetUserList()方法實現了獲取當前在線用戶列表的功能，它通過對clients數組的遍歷，獲取當前在線用戶的用戶名，用字符串發回。
2.客戶端的實現
客戶端是一個Windows窗體應用程序，命名為ChatClient。當運行客戶端程序時，首先進入登錄界面，輸入用戶名，單擊“登錄”按鈕后，進入交談主窗口（命名為Login），在主窗口中可以向服務器發送信息，同時可以接收從服務器返回的信息。
(1)Login.cs文件的實現
Login.cs文件是登錄窗體的代碼文件，為了使用Socket對象，在代碼文件中加入名字空間System.Net 、System.Net..Socket的引用，它主要實現了創建客戶端套接字同時連接到服務器指定端口，把用戶名和創建的客戶端套接字傳遞給ChatClient窗體。
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