一.设计任务书

1.1 设计任务

本文设计的是一个简单的即时通信软件，利用 Java Socket 进行点到点通信，其工作机制模仿即时通信软件的基本功能，已实现的功能有：

• 客户端登录
• 客户端退出
• 群组成员之间传输文字或图片信息

该软件分为客户端与服务器端，客户端负责与服务器建立连接，且执行收发消息的操作，服务器端负责等待客户端连接并保存用户的昵称与客户端 Socket 的输出流的对应关系。

1.2 技术指标

本程序使用的是 TCP 协议实现的即时通信软件，程序是基于 Java 语言开发的，主要用到的技术有：

• Socket 编程
• 自定义协议

如果使用普通的方法来标记一条消息的结束，如换行符，那么程序就不易扩展，只能发送纯文本消息，所以需要自己定义一种消息的格式，并且我们还需要提供发送消息与解析消息的方法。

服务器端创建一个 ServerSocket，循环等待客户端的连接，每当有客户端连接，就获取到客户端的 Socket 对象，并将该对象交付给一个服务器端线程处理，服务器端线程会不断从 Socket 的输入流中解析出消息类型、长度及消息内容，然后根据类型执行不同的操作。

客户端与服务器建立连接，同时开启一个客户端线程接收服务器端发送的消息，客户端登录是向服务器发送一条登录命令，客户端向服务器发送一条消息首先需要包装成定义的消息格式，然后再发送给服务器。

不管是发送消息还是发送命令其实本质都是一条消息，向服务器发送的消息都必须按照定义的格式来。

1.3 论证结果

经论证，这个任务是可行的。TCP 协议的实现细节 Java Socket 已经帮我们做好了，我们需要做的是定义一个协议工具类，实现发送消息与接收消息的方法，然后客户端与服务器端都利用这两个方法来进行消息的发送与解析。

二.实现原理

2.1 基于 TCP 协议的即时通信

TCP 协议是一种端到端协议，当一台计算机要与远程的另一台计算机连接时，TCP 协议会让他们建立一个用于发送和接收数据的虚拟链路。TCP 要负责收集数据信息包，并将其按照适当的次序放好传送，接收端收到后再正确的还原，TCP协议使用了重发机制，当一个通信实体发送一个消息到另一个通信实体后，需要接收到另一个通信实体的确认消息，如果没有收到确认消息，则会重发消息。所以 TCP 协议保证了数据包在传输中不发生错误。通信示意图如图 1 所示。

在通信实体 1 与通信实体 2 建立虚拟链路前，必须有一方主动来接收其他通信实体的连接请求，作出“主动”的通信实体称为服务器，发出连接请求的通信实体称为客户机。

2.2 自定义协议的定义

2.2.1 通信原理

客户端与服务器端相互通信，首先要建立 Socket 连接，连接建立好后双方都会拿到一个 Socket 对象，通过 Socket 对象拿到输入、输出流可以实现写、读的功能。服务器端接收到客户端的连接，将客户端的 Socket 对象交付给一个线程，该线程负责维护该客户端，在线程体中需要使用死循环不断的获取客户端发给服务器的消息。

2.2.2 存在的问题

那么问题来了：怎么标志客户端发送的消息的结尾？如果不对结尾标志，服务器端将不知道客户端本次客户端发送的消息到哪里。

 

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