在线聊天室架构设计在线聊天管理系统

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mob6454cc6d5f87 2024-01-01 07:40:23

文章标签 在线聊天室架构设计 java 加载实体类数据库 文章分类 架构后端开发

在线聊天室架构设计在线聊天管理系统_在线聊天室架构设计

（一）

1 基于SpringBoot的websocket建立，建立websocket连接功能创建websocket服务端类，添加一个自定义的解码器和一个编码器,用于解析java对象和前端传来的字符串,以及一个自定义的websocket配置类，通过这个配置类对websocket服务进行发布，创建一个控制器类,用于模拟服务器的响应,发送消息通知客户端.。
2 包和类的划分在SpringBoot脚手架基础上做的包和类的划分。
3 前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善客户端使用md5对用户名、密码进行加密。一定程度上提高了了系统的安全性。
4 本地缓存localStorage的创建与加载把实时聊天产生的庞大数据放在本地缓存中，来减小冗余的数据对系统的负载，并且能够在用户登录时及时显示出来。
5 数据库的设计采用MySQL和navicat数据库，使用了DAO模式。表设计符合第三范式。

四、本人负责功能详解

*基于SpringBoot的websocket建立，建立websocket连接功能
在Tomcat 7以上的版本中含有一个自带的关于websocket的包，我们在建立连接时直接继承过来；或者使用Springboot内部自己集成的websocket类。
使用ServerEndpoint这个注解可以使websocket类被SpringBoot加载进去。

在配置类config目录下的WebSocket.java文件中，有WebSocketConfig类，其中的注解Configuration即把此类放到一个配置环境变量的类中，因此在注解ServerEndpoint加载时就会生成一个新的Bean。
此时就可以等待接收前端发出的请求，来建立连接。

一旦建立websocket连接成功之后，执行onOpen方法，包括检查该用户是否有未读消息、给所有好友发送上线消息的功能。
然后依次编写连接关闭、当收到信息、发生错误、发送消息、发送单人一对一聊天消息、发送群聊天信息等功能。

当登录成功进入聊天系统主界面时，系统执行
在目录src/main/resources/static/home/js/websocket.js下
建立websocket连接的方法buildWebSocket(userid)，参数为userid，用来区分是哪一个用户建立的连接（因为每建立一个websocket连接就会new一个对象，所以需要传递参数来区分）。
然后向服务器后台发送请求，用来建立websocket连接：
ws = new WebSocket(“ws://”+window.location.host+“/webSocket/”+userid);
括号中内容为此次请求的地址，与weboscket.java中注解的地址一致

将console和在线聊天系统页面都刷新一下，可以看到建立了一个websocket连接，后台则调用了onOpen方法，输出显示(“成功建立连接，用户ID = 【” + userid + “】,当前在线用户数：” + onlineCount)这句话。

*前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善
使用专门的接口8081来实现系统

登录与注册界面相应的网址与eclipse中方法存在的位置相对应：
以登录界面和注册界面为例：
① 登录界面：网址http://localhost:8081/home/index/login
对应方法的位置：controller/home/HomeIndexController

② 注册界面：网址http://localhost:8081/home/index/register
对应方法位置：controller/home/HomeIndexController

所有页面相关代码都在模板templates 下
(src/main/resources/templates)
所以在此目录下可以找到上述index和register对应网页的代码。

点击注册按钮之后，执行“提交注册表单”程序，然后是“提交登录表单”，登录成功后，表示用户已存在。

这里用自定义注解包来判断用在注册账号时是否符合要求。
比如，注册时检查用户名是否重复、要求该字段是必填字段、String类型则检查其长度、数字类型则规定是否检查最大最小值；以及登录时检查密码是否正确，检查状态是否正常，若登陆成功则修改状态为在线等功能的实现等。
3. *数据库的设计
共设计了13张表，每张表都与entity中的一个实体类相对应。

(1) account

(2) account_group

(3) account_group_member

(4) database_bak

(5) friend

(6) friend_request

(7) menu

(8) msg_log

(9) operater_log

(10) order_auth

(11) role

(12) role_authorities

(13) uesr

包和类的划分

(1) annotion为自定义注解包：用来验证自定义实体，可以加到实体类（例如Role类）上去
(2) bean类：基于entity的实体，entity实体直接对应数据库中的一张表，而bean实体直接展现给用户，相当于把entity实体做了一个向上的转义（修改）。用于修改一些敏感信息，比如手机号在展示给用户时中间4位数字要改成*号，此时就需要把数据库中的信息转义后显示给用户
①CodeMsg：错误码统一处理类，所有的错误码统一定义在这里，包括通用错误码定义（例如处理成功消息码和非法数据错误码）和后台管理错误码（例如用户管理类错误、登录类错误等）。
②MsgVo：消息后台管理展示类，做实体的转义。内容包括发送者、接收者和相关消息记录等。
③PageBean：分页信息封装类。
④Result：提交统一返回结果类。
⑤WebSocketMsg：封装前段消息体。
(3)config：做配置的类
①admin：后台的配置类，用来配置拦截器，拦截除标明的类之外所有的请求，即把所有请求拦截，再把相应请求（constant中）放掉
②home：前台的配置类，用来配置拦截器。
③AppConfig：整个项目一启动时的配置文件，即刚启动时就执行其中的方法。
④SiteConfig：整个网站的配置文件，通过@Value注解方法直接把配置文件里的site.properties值加载到此类中。
⑤WebSocketConfig：做WebSocket的配置，在SpringBoot中做WebSocket需要做这样的配置。其中@Configuration：SpringBoot启动时会把Bean类加载进去。
(4)constant：存放常量
①RuntimeConstant：放置系统运行时的常量。
②SessionConstant：关于session的所有常量统一存放类。
(5)controller：控制器。MVC（Model-View-Controller模型-视图-控制器）模式：用户的请求直接进入controller里，controller再把请求根据自己的功能判断交给哪一个模型去处理，处理完再返回到相应的视图上。
①admin：后台管理控制器
i. AccountController：后台用户管理控制器
ii. DatabaseBakController：数据库备份管理控制器
iii. GroupController：后台群组管理控制器
iv. MenuController：后台菜单管理控制器
v. MsgController：后台消息管理控制器
vi. RoleController：后台角色管理控制器
vii. SystemController：系统控制器
viii. UserController：后台用户管理控制器
②common：前后台管理共用控制器
i. CpachaController：系统验证码公用控制器
ii. DownloadController：下载控制器统一管理类
iii. PhotoController：图片统一查看控制器
iv. UploadController：公用的上传类
③home：前台用户控制器：主界面、登陆注册等
i. HomeAccountController：前台首页控制器（用户中心、好友列表、查看群信息、会话列表页面、批量发送好友验证等）
ii. HomeIndexController：前台首页控制器（登录页面、退出登录、注册页面、提交注册表单、登录表单提交）
(6)dao：直接作用于数据库的类
(7)entity：其中每一个实体对应数据库中的一个表，表名为Table(name=’’xxx’’)，可以通过这个名字找到打开数据中的表。
①admin：后端实体类。
i. DatabaseBak：数据库备份记录实体类，存放备份的文件名、文件路径。
ii. Menu：后台菜单实体类，包含菜单名称、菜单父分类、菜单URL、菜单图标icon、菜单顺序等）
iii. OperaterLog：后台操作日志记录表，包含操作者和操作内容。
iv. OrderAuth：订单验证日志记录表，包含手机号、记录编号等。
v. Role：后台角色实体类，包含角色状态（是否被冻结）、角色名称、角色对应权限列表、角色备注等。
vi. User：后台用户实体类，包含用户所属角色、用户名、登录密码、用户状态、用户头像、性别、手机号、邮箱等。
②common：前后端共用实体类。
i. Account：前台用户实体类
ii. AccountGroup：用户群实体类，包含群主、群名称、群头像、群公告、群最大最小人数等。
iii. AccountGroupMember：群成员实体类，包含所属群、用户、消息状态、群昵称等。
iv. BaseEntity：基础实体公共属性，包含唯一ID、创建时间、更新时间。
v. Friend：好友实体类。
vi. MsgContent：消息内容实体类，包含发送者ID、接收者ID、聊天类型、消息类型、消息内容、消息附加字段、附件地址、附件大小等。
vii. MsgLog：消息记录实体类。
(8)interceptor：拦截器
①admin：后台拦截器，有两个。
i. 权限统一管理拦截器：做入口处的配置，项目启动时要拦截哪些请求，拦截时要执行哪些类
ii. 登录拦截器：用于查询是否登录，未登录时有些操作无法进行（必须在登录之后才能进行的操作在constant常量中进行定义）
②home：前段拦截器。
i. HomeGlobalInterceptor：前台全局拦截器。
ii. HomeLoginInterceptor：前台登录拦截器，用户还未登录或者会话页面失效,重定向到登录页面。
(9)listener：绘画监听事件，用户第一次打开系统和退出系统时创建一个session。session一般用来统计当前在线人数。
(10)schedule：定时执行任务。
(11) server.home：用于发送和接收消息的类WebSocket。
(12)service：基于controller和dao作用的类，是一个中间态。controller根据自己的业务逻辑把任务派给service，再由service调用dao进行具体的数据库的操作。
①admin：后台管理控制器
i. DatabaseBak：分页查找数据库备份记录、添加或修改数据库备份记录、通过ID查询删除等、备份还原数据库等。
ii. Menu：后台菜单操作，包含菜单添加/编辑、获取所有的菜单列表、根据id查询菜单、删除一条记录。
iii. OperaterLog：后台操作类，数据库操作service，包含添加/修改操作日志，当id不为空时，修改，id为空时自动新增一条记录、获取指定条数的操作日志列表、根据id查询单条数据、返回所有的记录等。
iv. OrderAuth：后台操作类数据库操作service，获取一条记录。
v. Role：后台角色操作service，角色添加/编辑、获取所有的角色列表、分页按角色名称搜索角色列表、分页按角色名称搜索角色列表、删除一条记录。
vi. User：用户管理service，根据用户id查询、按照用户名查找用户、用户添加/编辑操作、分页查询用户列表、判断用户名是否存在，添加和编辑均可判断、按照用户id删除、返回用户总数。
② common：前后台管理共用控制器
i. AccountGroupMember：新增或编辑群、获取群成员、获取某个用户参与的所有群、根据群和用户id查询等。
ii. AccountGroupService：获取我创建的所有群列表、分页查询群组列表、根据ID查询、删除、返回总数等。
iii. AccountService：用户管理service，根据用户id查询、按照用户名查找用户、用户添加/编辑操作等。
iv. FriendService：好友service，更新或新增、根据ID查找删除、获取我的好友列表等。
v. MsgContentService：消息内容管理service，根据id查询、添加/编辑操作、获取消息列表等。
vi. MsgLogService：消息记录管理service，获取指定用户的指定状态消息，根据消息内容查询关联记录，返回总数。

③ home：前台用户控制器

(13)util：实用工具类，把共用的方法进行封装在此类中，使用时可以直接调用这些方法，实现了“一处定义，处处调用”的功能，可以使代码结构更加紧凑，内容更加精炼。
①CpachaUtil：验证码生成器
②DESUtil：加密工具类
③ HttpUtil：https请求
④ MenuUtil：菜单工具类
⑤ SessionUtil：session统一操作工具类
⑥ StringUtil：项目通用工具类
⑦ValidateEntityUtil：验证实体工具类
(14)App.java：项目入口启动文件

本地缓存localStorage的创建与加载
首先阐述设计本地缓存的原因：对于实时聊天，不管是几个字、一个图片、一个文件，都算做一条消息，因此会产生庞大的聊天数据，如果用数据库实时加载，对系统的负载太大，且运行速度慢，所以我选择将实时聊天记录存放在本地缓存中，用户未登录时就暂存在服务器中，登录时显示给用户；在线时的即时聊天记录也保存在本地缓存和服务器中。
本地缓存使用localstorage，方便存放一些格式化的对象，并且存储空间较大。

在目录src/main/resources/static/home/js/chat.js下
用户上线后，弹出提示“会话列表从本地加载成功”
调用方法getALLChatTapInfoFromLocal()用于从本地中获取所有会话信息：从localstorage中获取变量，getItem表示名字（其中user_id用来区分在一个浏览器中登录的多个用户的属于不同用户的消息），把从localstorage中获得的变量赋值给allChatTapInfo，如果值为空，则说明此用户为新注册的用户，没有聊天记录，则赋值一个空对象；如果不为空，则说明此用户不是新用户，则调用JSON.parse()方法把变量转换为JSON对象，再返回消息。

把消息存入本地缓存：
和加载会话消息列表时一样，首先将变量从localstorage中加载出来，然后调用update方法，往JSON对象中加一个键值进去，再调用setItem方法存入localstorage中，就可以把新产生的聊天记录和原来的记录一并存入本地缓存中。

这样，就完成了本地缓存localStorage的创建与加载功能的实现。

（二）

沈阳化工大学

Java语言实践
课程设计

专业信息与计算科学班级信息1901
姓名高敏学号 1916030124
成绩指导老师李玉红

2021年6 月 13 日
一、项目简介
功能描述：能够实现私聊，群聊，编辑个人信息，编辑群信息，发送文字、图片、文件消息功能的在线聊天系统

个人负责任务：个人负责的内容是基于SpringBoot的websocket建立、建立websocket连接功能，前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善，本地缓存localStorage的创建与加载，以及数据库表的设计。

团队博客链接：

个人博客链接：

二、功能架构图
个人负责的内容是基于SpringBoot的websocket建立、建立websocket连接功能，前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善，本地缓存localStorage的创建与加载，以及数据库表的设计。

三、个人任务简述
序号完成功能与任务描述
1 基于SpringBoot的websocket建立，建立websocket连接功能创建websocket服务端类，添加一个自定义的解码器和一个编码器,用于解析java对象和前端传来的字符串,以及一个自定义的websocket配置类，通过这个配置类对websocket服务进行发布，创建一个控制器类,用于模拟服务器的响应,发送消息通知客户端.。
2 包和类的划分在SpringBoot脚手架基础上做的包和类的划分。
3 前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善客户端使用md5对用户名、密码进行加密。一定程度上提高了了系统的安全性。
4 本地缓存localStorage的创建与加载把实时聊天产生的庞大数据放在本地缓存中，来减小冗余的数据对系统的负载，并且能够在用户登录时及时显示出来。
5 数据库的设计采用MySQL和navicat数据库，使用了DAO模式。表设计符合第三范式。

四、本人负责功能详解

*基于SpringBoot的websocket建立，建立websocket连接功能
在Tomcat 7以上的版本中含有一个自带的关于websocket的包，我们在建立连接时直接继承过来；或者使用Springboot内部自己集成的websocket类。
使用ServerEndpoint这个注解可以使websocket类被SpringBoot加载进去。

*前端在现有基础上对用户注册登录功能加以限制和完善
使用专门的接口8081来实现系统

② 注册界面：网址http://localhost:8081/home/index/register
对应方法位置：controller/home/HomeIndexController

所有页面相关代码都在模板templates 下
(src/main/resources/templates)
所以在此目录下可以找到上述index和register对应网页的代码。

点击注册按钮之后，执行“提交注册表单”程序，然后是“提交登录表单”，登录成功后，表示用户已存在。

(1) account

(2) account_group

(3) account_group_member

(4) database_bak

(5) friend

(6) friend_request

(7) menu

(8) msg_log

(9) operater_log

(10) order_auth

(11) role

(12) role_authorities

(13) uesr

包和类的划分

③ home：前台用户控制器

本地缓存localStorage的创建与加载
首先阐述设计本地缓存的原因：对于实时聊天，不管是几个字、一个图片、一个文件，都算做一条消息，因此会产生庞大的聊天数据，如果用数据库实时加载，对系统的负载太大，且运行速度慢，所以我选择将实时聊天记录存放在本地缓存中，用户未登录时就暂存在服务器中，登录时显示给用户；在线时的即时聊天记录也保存在本地缓存和服务器中。
本地缓存使用localstorage，方便存放一些格式化的对象，并且存储空间较大。

这样，就完成了本地缓存localStorage的创建与加载功能的实现。

（二）

*发送消息（server.home/WebSocket.java）
（1）Websocket连接建立后，接收一个String类型的消息message，进入到onMessage方法体，调用JSONObject.parseObject()方法把message转换成websocket类的一个对象，输出消息内容，在调用发送消息的方法sendMsg()。

（2）方法sendMsg()：首先判断是单人聊天还是群聊天，如果都不是，则为通知好友事件。

①如果是单人聊天，则调用sendSingleMsg()方法。
sendSingleMsg()：从客户端获取接收方的ID（getToId()方法），从getFromId拿到friend好友后，检查好友是否存在，判断与好友的状态——删除、拉黑、正常。
若为删除状态：弹出提示"你还不是对方的好友，请先加好友！“，添加好友后发送消息。
若为拉黑状态，弹出提示"你已被对方拉黑，无法发送消息！”，又把消息返回给发送方。
若为正常状态，用成员变量extAttr将成员的头像和昵称放在附加字段中一并发送给接收方。
其中，设置通知信息不需要保存到数据库，消息保存到数据库。
②如果是单人聊天，则调用sendGroupMsg ()方法。
sendGroupMsg()：首先根据群ID获取群成员信息。
如果群成员列表为空，则表示该群已解散，把消息返回给发送方。
如果群成员为空，则表示当前用户已被群主移出该群，消息无法成功发送，把消息返回给发送方。
如果群状态正常且群成员在线，用成员变量extAttr将发送消息成员的头像和昵称放在附加字段中，并且遍历群成员、排除自己外，发送消息，设置将消息保存到数据库中。
③如果是通知好友事件：添加好友后好友列表刷新等事件，则调用方法refreshFriendList()来刷新好友列表。
（3）调用WebSocketMsg类中的sendText方法发送消息，消息类型分为单人聊天消息、群消息、时间消息、文本消息、图片消息、文件消息、上线消息、下线消息。

*接收消息（src/main/resources/static/home/js/websocket.js）
（1）首先打开一个web socket，new一个websocket的对象ws，并且成功建立连接。Web Socket 已连接上，使用 send() 方法发送数据。
（2）接收到信息，存放到onmessage中，转换为JSON格式对象，接收方收到新消息提示，并且在会话页上显示最后一条信息，根据接收到的消息类型receivedMsg.chatType判断是单人聊天消息还是群聊消息，然后分别调用不同的方法。

结果截图：

*消息的封装
（1）封装方法：把字符串String类型的消息封装成JSON格式的对象，JSON格式对象可解析，相比String可以实现快速编写。
（2）entity/common/MsgLog.java存放消息记录：消息所属用户account、消息实体（具体内容）msgContent、消息状态status。

（3）entity/common/MsgLogContent.java存放消息内容实体：接收者ID toId、发送者ID fromId、聊天类型chatType、消息类型msgType、消息内容msg、消息附加字段extAttr、附件地址attachUrl、附件大小attachSize。

其中，消息附加字段为消息内容之外的信息，比如发送者头像、发送时间等，在消息发送时一并发送给接收方；附件地址及附件大小在消息内容为文本消息是为空。

发送图片、文件消息
发送方上传图片或文件的地址到服务器中，再由服务器将字符串类型的地址发送给客户端（本质上仍为发送文本消息），有了图片和文件的地址，接收方就可以通过地址查看传输的图片和文件了。

（三）

1. 通讯录好友模型设计
 private static final int FRIEND_STATUS_ENABLE=1;//正常
 private static final int FRIEND_STATUS_BLOCK=-1;//拉黑
 private static final int FRIEND_MSG_STATUS_ENABLE=1;//正常提醒
 private static final int FRIEND_MSG_STATUS_MUTE=0;//消息免打扰
 private Account account;//所属用户
 private Account friendAccount;//好友用户
 private int status=FRIEND_STATUS_ENABLE;//默认正常
 private int msgStatus=FRIEND_MSG_STATUS_ENABLE;//默认正常
 private String remark;//备注当用户A删除好友用户B时，B不出现在A的好友列表里，但A仍出现在B的好友列表
 2.添加好友、创建群功能
 public static final int GROUP_MIN_PEOPLE=2;//创建群聊最小人数
 public static final int GROUP_MAX_PEOPLE=65535;//创建群聊最大人数
 private Account admin;//群主
 private String name;//群名称
 private String picture;//群封面图片
 private String info;//群介绍
 private String notice;//群公告
 private int minPeople=GROUP_MIN_PEOPLE;//当前群聊时最小人数
 private int maxPeople=GROUP_MAX_PEOPLE;//当前群聊时最大人数
 Private int curPeople=0;//当前群人数
 public static final int FRIEND_MSG_STATUS_ENABLE=1;//正常提醒
 public static final int FRIEND_MSG_STATUS_MUTE=0;//消息免打扰
 private AccountGroup accountGroup;//所属群
 private Account member;//用户
 private int msgStatus=FRIEND_MSG_STATUS_ENABLE;//默认正常
 private String nickname;//群昵称3. 上线后加载离线消息功能

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