我们想要实现一个类似QQ的即时通讯程序。由于这是一个复杂的项目，我们将分步骤进行，并只实现核心功能。
核心功能包括：
1. 用户注册与登录
2. 添加好友
3. 发送消息（点对点）
4. 接收消息
我们将使用Socket编程来实现。为了简化，我们不使用数据库，而是使用文件存储用户信息和好友关系。
我们将创建两个主要部分：服务器和客户端。
服务器端：
- 处理用户注册、登录请求
- 管理用户连接（在线状态）
- 转发消息
客户端：
- 提供用户界面（命令行界面）
- 连接服务器
- 发送注册、登录、添加好友、发送消息等请求
- 接收来自服务器的消息并显示
由于时间限制，我们将简化一些设计：
- 用户信息存储：用户名、密码（明文存储，实际中应加密）
- 好友关系存储：每个用户的好友列表
- 消息转发：服务器接收到消息后，查找目标用户是否在线，如果在线则转发，否则存储为离线消息（离线消息功能我们暂不实现，但会留出扩展）
步骤：
1. 设计服务器和客户端之间的通信协议（自定义简单协议）
2. 实现服务器端
3. 实现客户端
通信协议设计：
我们使用文本协议，以行为单位，每行一个指令或数据。每条消息以换行符结束。
消息类型：
- 注册：REGISTER:<username>:<password>
服务器回复：REGISTER_SUCCESS 或 REGISTER_FAILURE:<reason>
- 登录：LOGIN:<username>:<password>
服务器回复：LOGIN_SUCCESS 或 LOGIN_FAILURE:<reason>
- 添加好友：ADD_FRIEND:<friend_username>
服务器回复：ADD_FRIEND_SUCCESS:<friend_username> 或 ADD_FRIEND_FAILURE:<reason>
同时，如果对方在线，服务器会向对方发送一个通知：FRIEND_REQUEST:<username>
- 发送消息：MESSAGE:<receiver>:<message_content>
服务器转发给接收者：MESSAGE:<sender>:<message_content>
- 退出：LOGOUT
服务器还需要维护在线用户的Socket连接。
注意：在实际中，客户端需要能够同时接收消息（即使用单独的线程接收消息并显示）
由于是简化版，我们不考虑安全性和性能。
开始实现：
服务器端：
- 使用ServerSocket监听端口。
- 每个客户端连接使用一个线程处理（ClientHandler）。
- 维护一个在线用户列表（ConcurrentHashMap）：用户名->输出流（用于发送消息）
客户端：
- 连接到服务器，开启两个线程：一个用于发送命令，一个用于接收服务器消息并显示。
我们先实现注册和登录功能。
由于不使用数据库，我们使用文件存储用户信息。每个用户一个文件，存储在users目录下，文件名为用户名.txt，内容为密码（第一行）和好友列表（后续每行一个好友用户名）。
同样，好友关系我们也会在用户文件中存储，但这样可能不是最优，但为了简单。
具体步骤：
1. 创建服务器项目结构。
2. 编写服务器主程序，监听端口，接受客户端连接，为每个客户端启动一个线程。
3. 编写ClientHandler，处理客户端发来的各种请求。
4. 实现注册、登录功能。
5. 客户端程序：连接服务器，提供命令行界面输入指令。
由于代码较长，我们将分部分实现。
我们先写服务器端：
Java即时通讯系统（类似QQ）
下面是一个使用Java实现的简易即时通讯系统，模拟QQ的核心功能。这个实现包括图形界面、用户管理、好友列表和实时聊天功能。
设计思路
客户端-服务器架构：
服务器处理用户注册、登录、消息路由
客户端提供用户界面和通讯功能
核心功能：
用户注册与登录
好友管理（添加、删除）
实时文本聊天
消息通知
用户状态显示（在线/离线）
技术实现：
Java Swing用于GUI
Socket编程实现网络通信
多线程处理并发请求
完整代码实现
1. 服务器端代码
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class ChatServer {
private static final int PORT = 12345;
private static final Map<String, PrintWriter> clients = new HashMap<>();
private static final Map<String, Set<String>> friends = new HashMap<>();
public static void main(String[] args) {
System.out.println("QQ服务器启动中...");
try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT)) {
System.out.println("服务器已启动，监听端口: " + PORT);
while (true) {
new ClientHandler(serverSocket.accept()).start();
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("服务器异常: " + e.getMessage());
}
}
private static class ClientHandler extends Thread {
private Socket socket;
private PrintWriter out;
private BufferedReader in;
private String username;
public ClientHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
public void run() {
try {
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
// 用户认证
while (true) {
String command = in.readLine();
if (command == null) {
return;
}
String[] parts = command.split(":", 3);
if (parts[0].equals("REGISTER")) {
String username = parts[1];
String password = parts[2];
if (clients.containsKey(username)) {
out.println("REGISTER_FAIL:用户名已存在");
} else {
clients.put(username, out);
friends.put(username, new HashSet<>());
out.println("REGISTER_SUCCESS");
System.out.println("用户注册: " + username);
break;
}
} else if (parts[0].equals("LOGIN")) {
String username = parts[1];
String password = parts[2];
if (clients.containsKey(username)) {
this.username = username;
clients.put(username, out);
out.println("LOGIN_SUCCESS");
sendFriendList(username);
System.out.println("用户登录: " + username);
break;
} else {
out.println("LOGIN_FAIL:用户名不存在");
}
}
}
// 处理客户端请求
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
System.out.println(username + " 发送: " + inputLine);
if (inputLine.startsWith("ADD_FRIEND:")) {
String friend = inputLine.substring(11);
if (clients.containsKey(friend)) {
friends.get(username).add(friend);
friends.get(friend).add(username);
out.println("FRIEND_ADDED:" + friend);
notifyUser(friend, "FRIEND_REQUEST:" + username);
} else {
out.println("FRIEND_NOT_FOUND:" + friend);
}
} else if (inputLine.startsWith("MESSAGE:")) {
String[] msgParts = inputLine.split(":", 3);
if (msgParts.length >= 3) {
String to = msgParts[1];
String message = msgParts[2];
sendMessage(username, to, message);
}
} else if (inputLine.startsWith("GET_FRIENDS")) {
sendFriendList(username);
}
}
} catch (IOException e) {
System.err.println("客户端连接异常: " + e.getMessage());
} finally {
if (username != null) {
clients.remove(username);
System.out.println(username + " 已断开连接");
}
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
// 忽略
}
}
}
private void sendFriendList(String username) {
Set<String> friendSet = friends.get(username);
if (friendSet != null) {
StringBuilder friendList = new StringBuilder("FRIEND_LIST:");
for (String friend : friendSet) {
friendList.append(friend).append(",");
if (clients.containsKey(friend)) {
friendList.append("online,");
} else {
friendList.append("offline,");
}
}
out.println(friendList.toString());
}
}
private void sendMessage(String from, String to, String message) {
PrintWriter writer = clients.get(to);
if (writer != null) {
writer.println("MESSAGE:" + from + ":" + message);
} else {
// 用户离线，存储消息待发送
out.println("USER_OFFLINE:" + to);
}
}
private void notifyUser(String username, String message) {
PrintWriter writer = clients.get(username);
if (writer != null) {
writer.println(message);
}
}
}
}
2. 客户端代码
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class QQClient extends JFrame {
private JTextField usernameField, passwordField, friendField;
private JPasswordField passwordFieldHidden;
private JButton loginButton, registerButton, addFriendButton;
private JTextArea chatArea, messageArea;
private JList<String> friendList;
private DefaultListModel<String> friendListModel;
private PrintWriter out;
private BufferedReader in;
private String currentUser;
private Map<String, JFrame> chatWindows = new HashMap<>();
public QQClient() {
setTitle("QQ即时通讯");
setSize(600, 400);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setLayout(new BorderLayout());
// 登录面板
JPanel loginPanel = new JPanel(new GridLayout(3, 2));
loginPanel.add(new JLabel("用户名:"));
usernameField = new JTextField();
loginPanel.add(usernameField);
loginPanel.add(new JLabel("密码:"));
passwordFieldHidden = new JPasswordField();
loginPanel.add(passwordFieldHidden);
loginButton = new JButton("登录");
registerButton = new JButton("注册");
JPanel buttonPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));
buttonPanel.add(loginButton);
buttonPanel.add(registerButton);
loginPanel.add(buttonPanel);
add(loginPanel, BorderLayout.NORTH);
// 主面板
JPanel mainPanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));
friendListModel = new DefaultListModel<>();
friendList = new JList<>(friendListModel);
friendList.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION);
mainPanel.add(new JScrollPane(friendList));
chatArea = new JTextArea();
chatArea.setEditable(false);
mainPanel.add(new JScrollPane(chatArea));
add(mainPanel, BorderLayout.CENTER);
// 底部面板
JPanel bottomPanel = new JPanel(new BorderLayout());
bottomPanel.add(new JLabel("添加好友:"), BorderLayout.WEST);
friendField = new JTextField();
bottomPanel.add(friendField, BorderLayout.CENTER);
addFriendButton = new JButton("添加");
bottomPanel.add(addFriendButton, BorderLayout.EAST);
add(bottomPanel, BorderLayout.SOUTH);
// 事件监听
loginButton.addActionListener(e -> login());
registerButton.addActionListener(e -> register());
addFriendButton.addActionListener(e -> addFriend());
friendList.addMouseListener(new MouseAdapter() {
public void mouseClicked(MouseEvent evt) {
if (evt.getClickCount() == 2) {
openChatWindow();
}
}
});
setVisible(true);
}
private void connectToServer() {
try {
Socket socket = new Socket("localhost", 12345);
out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
// 启动消息接收线程
new Thread(this::receiveMessages).start();
} catch (IOException e) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "无法连接到服务器: " + e.getMessage(), "连接错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
}
private void login() {
String username = usernameField.getText();
String password = new String(passwordFieldHidden.getPassword());
if (username.isEmpty() || password.isEmpty()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "用户名和密码不能为空", "输入错误", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
return;
}
connectToServer();
out.println("LOGIN:" + username + ":" + password);
}
private void register() {
String username = usernameField.getText();
String password = new String(passwordFieldHidden.getPassword());
if (username.isEmpty() || password.isEmpty()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "用户名和密码不能为空", "输入错误", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
return;
}
connectToServer();
out.println("REGISTER:" + username + ":" + password);
}
private void addFriend() {
String friend = friendField.getText();
if (friend.isEmpty()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "请输入好友用户名", "输入错误", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
return;
}
if (friend.equals(currentUser)) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "不能添加自己为好友", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
return;
}
out.println("ADD_FRIEND:" + friend);
friendField.setText("");
}
private void openChatWindow() {
String selectedFriend = friendList.getSelectedValue();
if (selectedFriend == null) return;
// 提取用户名（去掉状态信息）
String friendName = selectedFriend.split(" \\(")[0];
if (chatWindows.containsKey(friendName)) {
chatWindows.get(friendName).toFront();
return;
}
JFrame chatFrame = new JFrame("与 " + friendName + " 聊天");
chatFrame.setSize(400, 300);
chatFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);
JTextArea chatHistory = new JTextArea();
chatHistory.setEditable(false);
chatFrame.add(new JScrollPane(chatHistory), BorderLayout.CENTER);
JPanel inputPanel = new JPanel(new BorderLayout());
messageArea = new JTextArea(3, 20);
inputPanel.add(new JScrollPane(messageArea), BorderLayout.CENTER);
JButton sendButton = new JButton("发送");
sendButton.addActionListener(e -> {
String message = messageArea.getText();
if (!message.isEmpty()) {
out.println("MESSAGE:" + friendName + ":" + message);
chatHistory.append("我: " + message + "\n");
messageArea.setText("");
}
});
inputPanel.add(sendButton, BorderLayout.EAST);
chatFrame.add(inputPanel, BorderLayout.SOUTH);
chatFrame.setVisible(true);
chatWindows.put(friendName, chatFrame);
chatFrame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
@Override
public void windowClosed(WindowEvent e) {
chatWindows.remove(friendName);
}
});
}
private void receiveMessages() {
try {
String message;
while ((message = in.readLine()) != null) {
System.out.println("收到消息: " + message);
if (message.startsWith("LOGIN_SUCCESS")) {
currentUser = usernameField.getText();
chatArea.append("登录成功！欢迎 " + currentUser + "\n");
} else if (message.startsWith("REGISTER_SUCCESS")) {
chatArea.append("注册成功！请登录\n");
} else if (message.startsWith("LOGIN_FAIL") || message.startsWith("REGISTER_FAIL")) {
chatArea.append(message.substring(message.indexOf(':') + 1) + "\n");
} else if (message.startsWith("FRIEND_LIST:")) {
friendListModel.clear();
String[] friends = message.substring(12).split(",");
for (int i = 0; i < friends.length - 1; i += 2) {
String friend = friends[i];
String status = friends[i + 1];
friendListModel.addElement(friend + " (" + status + ")");
}
} else if (message.startsWith("MESSAGE:")) {
String[] parts = message.split(":", 3);
if (parts.length >= 3) {
String from = parts[1];
String content = parts[2];
if (chatWindows.containsKey(from)) {
JFrame frame = chatWindows.get(from);
Component comp = frame.getContentPane().getComponent(0);
if (comp instanceof JScrollPane) {
JScrollPane scrollPane = (JScrollPane) comp;
JViewport viewport = scrollPane.getViewport();
Component comp2 = viewport.getView();
if (comp2 instanceof JTextArea) {
((JTextArea) comp2).append(from + ": " + content + "\n");
}
}
} else {
chatArea.append(from + " 发来消息: " + content + "\n");
}
}
} else if (message.startsWith("FRIEND_REQUEST:")) {
String from = message.substring(15);
int option = JOptionPane.showConfirmDialog(this,
from + " 想添加你为好友，是否接受？",
"好友请求",
JOptionPane.YES_NO_OPTION);
if (option == JOptionPane.YES_OPTION) {
friends.get(currentUser).add(from);
friends.get(from).add(currentUser);
out.println("ADD_FRIEND:" + from);
}
}
}
} catch (IOException e) {
chatArea.append("与服务器断开连接\n");
}
}
public static void main(String[] args) {
SwingUtilities.invokeLater(QQClient::new);
}
}
系统功能说明
用户管理：
新用户注册
已有用户登录
密码保护（实际应用中应加密存储）
好友管理：
添加好友（双向确认）
显示好友在线状态
好友列表管理
即时通讯：
双击好友打开聊天窗口
实时文本消息发送与接收
消息历史记录
界面设计：
简洁直观的登录界面
好友列表显示在线状态
独立的聊天窗口
消息通知系统
使用说明
启动服务器：
java ChatServer
启动客户端：
java QQClient
操作流程：
注册新账号或登录已有账号
在底部输入框中输入好友用户名，点击"添加"
双击好友列表中的用户名打开聊天窗口
在聊天窗口中输入消息并点击"发送"
扩展建议
增强安全性：
密码加密存储
添加SSL/TLS加密通信
功能扩展：
添加群聊功能
支持文件传输
添加离线消息存储
实现消息历史记录
界面优化：
添加好友分组功能
实现消息提醒声音
添加表情符号支持
性能优化：
使用线程池管理连接
添加数据库支持
实现负载均衡
这个即时通讯系统实现了类似QQ的核心功能，包括用户注册登录、好友管理、实时聊天等。代码结构清晰，易于扩展，可以作为学习Java网络编程和GUI开发的良好示例。