迪麗拜爾·艾海提

摘 要 本文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、編程模式、聊天數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式三個(gè)方面，對(duì)網(wǎng)絡(luò)聊天室的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討，以期對(duì)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天室的設(shè)計(jì)人員選擇何種方式實(shí)現(xiàn)聊天室功能提供參考依據(jù)和幫助。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議 套接字 網(wǎng)絡(luò)聊天室

網(wǎng)絡(luò)聊天室是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中最普遍的一種應(yīng)用，網(wǎng)上聊天（ 聊天室、QQ、ICQ 等） 就是給網(wǎng)絡(luò)用戶提供的一個(gè)方便快捷的交流平臺(tái)。因此，各大門(mén)戶網(wǎng)站和企業(yè)網(wǎng)站都提供了專(zhuān)門(mén)的聊天室網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如，新浪聊天室、網(wǎng)易聊天室、搜狐聊天室， 也有一些專(zhuān)門(mén)的聊天室網(wǎng)站和企業(yè)， 如碧聊、騰訊QQ等。

本文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、編程模式、聊天數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式3個(gè)方面，從技術(shù)角度，對(duì)網(wǎng)絡(luò)聊天室的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討，以期對(duì)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天室的設(shè)計(jì)人員選擇何種方式實(shí)現(xiàn)聊天室功能提供參考依據(jù)和幫助。

一、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

首先，我們分析網(wǎng)絡(luò)聊天室常用的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。目前，聊天軟件使用最多的協(xié)議是UDP和TCP。UDP是不可靠傳輸服務(wù)，TCP是可靠傳輸服務(wù)。UDP就像點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸一樣，發(fā)送者把數(shù)據(jù)打包，包上有收信者的地址和其他必要信息，至于收信者能不能收到，UDP協(xié)議并不保證。而TCP協(xié)議就像（實(shí)際他們是一個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）是建立在UDP的基礎(chǔ)上，加入了校驗(yàn)和重傳等復(fù)雜的機(jī)制，來(lái)保證數(shù)據(jù)可靠地傳達(dá)到收信者。一個(gè)是面向連接，一個(gè)無(wú)面向連接，各有用處。在一些數(shù)據(jù)傳輸率高的場(chǎng)合如視頻會(huì)議傾向于UDP，而對(duì)一些數(shù)據(jù)安全要求高的地方，如淘寶旺旺，要保留聊天信息作為交易的佐證，就傾向于TCP。在實(shí)際應(yīng)用中，用于編寫(xiě)聊天室的網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言（例如C#）里，已將TCP、UDP協(xié)議封裝為相應(yīng)的類(lèi)庫(kù)，提供了一系列方法供程序員進(jìn)行操作。可以簡(jiǎn)單地理解為，基于TCP的編程就好像通電話，一方撥通電話，另一方必須按下接聽(tīng)鍵，兩者之間才能建立起有效的連接。而基于UDP的編程就好像是收音機(jī)廣播，一方只管播，對(duì)方誰(shuí)在聽(tīng)或者是否收到，發(fā)送消息方并不關(guān)心。常用聊天室（聊天工具）應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議列表，見(jiàn)表1：

表1 常用聊天室（聊天工具）應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議列表

實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的C/S聊天室的編程代碼片段：

public partial class Form1 ： Form

{

UdpClient uc； //聲明Udp客戶端

public Form1（）

{

uc = new UdpClient（）； //初始化

InitializeComponent（）；

}

private void button1_Click（object sender， EventArgs e）

{

string temp = this.textBox1.Text； //保存TextBox文本

//將該文本轉(zhuǎn)化為字節(jié)數(shù)組

byte[] b = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes（temp）；

//向本機(jī)的8888端口發(fā)送數(shù)據(jù)

uc.Send（b， b.Length，Dns.GetHostName（），8888）；

}

}

實(shí)現(xiàn)基于TCP協(xié)議的C/S聊天室的編程代碼片段：

public partial class Form1 ： Form

{

//聲明Tcp客戶端

private TcpClient tc；

//聲明網(wǎng)絡(luò)流

private NetworkStream ns；

public Form1（）

{

CheckForIllegalCrossThreadCalls = false；

InitializeComponent（）；

}

private void button2_Click（object sender， EventArgs e）

{

//注冊(cè)本機(jī)8888端口

tc = new TcpClient（“l(fā)ocalhost”，8888）；

//實(shí)例化網(wǎng)絡(luò)流對(duì)象

ns = tc.GetStream（）；

string temp = this.textBox1.Text；

StreamWriter sw = new StreamWriter（ns）；

StreamReader sr = new StreamReader（ns）；

//將TextBox1的值傳給服務(wù)器端

sw.WriteLine（temp）；

sw.Flush（）；

//接收服務(wù)器端回傳的字符串

string str = sr.ReadLine（）；

this.textBox2.Text = str；

sr.Close（）；

sw.Close（）；

}

}

二、編程模式

1.分析聊天室的編程模式。目前網(wǎng)絡(luò)編程的主要模式是：C/S 和 B/S兩種編程模式。C/S是美國(guó)Borland公司最早研發(fā)，B/S是美國(guó)微軟公司研發(fā)。

2.C/S（Client/Server即客戶機(jī)/服務(wù)器）模式。就是需要單獨(dú)開(kāi)發(fā)客戶應(yīng)用程序和服務(wù)器程序，充分利用客戶機(jī)和服務(wù)器兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來(lái)實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開(kāi)銷(xiāo)。優(yōu)勢(shì)是：應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較輕，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存管理功能較為透明。劣勢(shì)是：維護(hù)成本高且投資大，客戶端需要安裝專(zhuān)門(mén)的客戶端程序。

3.B/S（Browser/Server，即瀏覽器和服務(wù)器）模式。它是隨著Internet技術(shù)的興起，對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。在這種模式下，用戶工作界面是通過(guò)WWW瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，而主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實(shí)現(xiàn)，這樣就大大簡(jiǎn)化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。優(yōu)勢(shì)是：維護(hù)和升級(jí)方式簡(jiǎn)單，成本低，客戶端不需要安裝專(zhuān)門(mén)的軟件，Web 瀏覽器就可以使用聊天服務(wù)。劣勢(shì)是：應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重。見(jiàn)表2。

表2 C/S模式和B/S模式的區(qū)別

常見(jiàn)的C/S模式聊天室，主要是基于套接字（Socket）實(shí)現(xiàn)的，而Socket有兩種主要的操作方式：面向連接的（TCP）和無(wú)面向連接的（UDP）?；赥CP的socket編程是采用的流式套接字（SOCK_STREAM），而基于UDP采用的數(shù)據(jù)報(bào)套接字（SOCK_DGRAM）。下面以一個(gè)基于UDP（面向無(wú)連接）的socket編程，說(shuō)明C/S模式聊天室設(shè)計(jì)步驟：

第一，服務(wù)端程序的設(shè)計(jì)步驟。（1）創(chuàng)建套接字（soeket）。（2）將套接字綁定到一個(gè)本地地址和端口上（bind）。（3）等待接收數(shù)據(jù)（recvfrom）。（4）關(guān)閉套接字。

第二，客戶端的設(shè)計(jì)步驟。（1）創(chuàng)建套接字（socket）。（2）向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)（sendto）。（3）關(guān)閉套接字。

B/S模式聊天室，應(yīng)用程序存儲(chǔ)在服務(wù)器端，通過(guò)web服務(wù)器發(fā)布，客戶端通過(guò)web瀏覽器訪問(wèn)。

三、聊天數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

聊天室設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，還有一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，就是怎樣保存聊天內(nèi)容，以及如何將聊天的信息及時(shí)快捷地在服務(wù)器和客戶之間進(jìn)行傳遞和共享。目前聊天室的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式主要有以下三種：

（1）利用 Application對(duì)象保存聊天內(nèi)容。

（2）利用文本文件保存聊天內(nèi)容。

（3）利用數(shù)據(jù)庫(kù)直接保存聊天內(nèi)容。

第一種方式，就是不需要在外存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)聊天數(shù)據(jù)，而是在服務(wù)器的內(nèi)存中保留聊天信息，因?yàn)閮?nèi)存資源有限，需要設(shè)置聊天信息內(nèi)容長(zhǎng)度，以隊(duì)列方式即時(shí)更新數(shù)據(jù)，即內(nèi)容超出長(zhǎng)度，覆蓋舊信息。優(yōu)勢(shì)是讀寫(xiě)速度是三種存儲(chǔ)方式中最快，一般用于不需要登錄的聊天室，早期的聊天室用得較多，或開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易聊天室用于研究學(xué)習(xí)聊天室編程技術(shù)。

第二種方式，就是把聊天數(shù)據(jù)以文本文件形式保存在客戶端或服務(wù)器端，例如ini文件或log文件，為了提高信息訪問(wèn)速度，可以按天為單位創(chuàng)建ini文件，保存聊天信息。該存儲(chǔ)方式的劣勢(shì)是查找和管理聊天信息比較繁瑣。

第三種方式，把聊天數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的功能，加強(qiáng)了數(shù)據(jù)的管理。但是需要注意的是，聊天室的訪問(wèn)量大，以及隨著歷史數(shù)據(jù)的累計(jì)，訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的速度會(huì)成為瓶頸，因此需要做一些策略考慮。一般把聊天室的聊天數(shù)據(jù)分兩部分存儲(chǔ)，歷史數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，并自動(dòng)建表以天為單位，最新200條（或者根多）。聊天數(shù)據(jù)使用內(nèi)存存儲(chǔ)，超過(guò)一定時(shí)間，例如30 min轉(zhuǎn)儲(chǔ)到相應(yīng)的當(dāng)天自動(dòng)建的表中這樣可以有效地提高數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)速度，避免每次請(qǐng)求讀出所有數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)聊天室是信息交流平臺(tái)之一，除了基本聊天功能，已經(jīng)朝著實(shí)用性的方向發(fā)展。例如：在線學(xué)習(xí)、名師（專(zhuān)家）在線輔導(dǎo)答疑、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等，有針對(duì)性的實(shí)用聊天室，對(duì)聊天室的設(shè)計(jì)目的更加明確，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)用戶需求，參照上述內(nèi)容分析，有針對(duì)地選擇合適的設(shè)計(jì)方法，這對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天室非常重要。

參考文獻(xiàn)

[1]梁偉.Visual C++網(wǎng)絡(luò)編程經(jīng)典案例詳解.北京：清華大學(xué)出版社，第1版，2010.

[2]孫衛(wèi)琴.Java網(wǎng)絡(luò)編程精解.北京：電子工業(yè)出版社，2007.