JAVA文件传输程序
第3章????? 設計文檔
3．1???????任務概述
???????本項任務要開發一款P2P文件傳輸軟件，該軟件可以在局域網和互連上使用，具有文件傳輸，斷點續傳，多線程連接等功能。
3．1．1??????開發背景
???????隨著網絡的普及，在網絡中交換信息，特別是文件成為使用網絡時經常性工作，現有的文件傳輸工具如QQ、MSN等，主要功能是作為即時通訊工具使用，而且在局域網中使用時仍需連接到互連網。本文開發的軟件基于P2P結構實現文件傳輸，不依靠服務器維護用戶資料，所以，只要兩臺機器可以連通，就可以進行文件傳輸。
3．1．2???????定義
?????? P2P：即peer-to-peer，可以理解為點對點，或對等傳輸的意思。
3．1．3???????開發工具
???????開發采用JAVA語言，開發工具為jbuilder 2005
3．2???????文件傳輸業務流程
3．2．1???????通訊順序關系
???????在文件傳輸時，傳輸過程可以簡單的分為4步，如圖?：
1、??????????????由文件發送者發起文件傳輸，他首先發送文件名，文件大小，驗證消息等信息給文件接收者。
2、??????????????文件接收者收到文件信息和發送者信息，決定是否接收，如不接收，則發送拒絕接收消息給文件發送者，文件傳輸結束。如同意接收，發送同意接收消息和文件傳輸起始字節（用于斷點續傳）給發送者。
3、??????????????發送者開始發送文件數據包，直到最后一個文件數據包，發送者在最后一個文件數據包上加上標記。
4、??????????????接收者識別最后一個文件數據包，文件傳輸成功。
3．2．2???????文件發送端的詳細業務流程
圖中顯示了發送文件時的詳細業務流程。
1、首先，要選擇要發送的文件，可以選擇一個文件或同一個文件夾下的多個文件發送，當選擇多個文件時，軟件將為每個文件建立一個傳輸線程。選擇文件后，發送者要填寫目標IP和端口，由于是基于P2P的文件傳輸，不存在服務器維護好友列表，所以需要知道目標IP才能傳輸文件，用戶也可以填寫驗證消息用于描述自己的身份和文件的介紹。
2、發送者收到確認包，判斷是否接收文件，如果不接收，則傳輸結束，如果接收，則打開要發送的文件，設置起始傳輸字節。
3、發送者讀取一個文件片段，加入是否是最后一個文件片段的標志，打包發給接收者。
4、發送完最后一個文件片段時，文件傳輸結束。
3．2．3???????文件接收者詳細業務流程
1、?從一打開軟件開始，監聽線程就會啟動，這時用戶就扮演者文件接收者的角色，當有文件發送者發來請求時，監聽線程建立與發送者的連接，并創建傳輸線程，接收者得到發送者傳來的文件信息和驗證消息，用戶還能得到發送者的IP地址，用戶根據這些信息決定是否接收文件，并發送確認包給發送者，確認包里包含了是否接收的標志，和開始傳輸的起始字節。
2、?接收者開始接收數據包，解包，寫入文件中，直到最后一個文件片段，關閉文件，文件傳輸結束。
3．3???????軟件的傳輸協議設計
???????為了更好的控制文件傳輸的流程，開發設計了文件傳輸協議，該協議屬于應用層協議，為了不使傳輸過程過于復雜，協議盡量簡單設計。主要的內容是傳輸包的格式。
3．3．1???????傳輸包的格式
其中傳輸包的類型有3種：
PACKAGE_TYPE_FILENAME = 0x01
文件名包，該包用于文件發送者向接收者發送文件信息和驗證消息
PACKAGE_TYPE_CONTEXT = 0x02
文件內容包，該包用于傳輸文件內容
PACKAGE_TYPE_CONFIRMRECEIVE = 0x03
文件傳輸確認包，該包用于文件接收者向發送者確認文件的接收
3．3．2???????文件名包格式
3．3．3??????文件傳輸包格式
其中MORE_DATA用于確認是否是文件片段的最后一個包，以結束文件的傳輸。0表示沒有數據，1表示還有數據。
3． 3．4??????文件接受確認包格式
其中CONFIRM_FLAG表示是否確認文件接收，1表示接收，0表示不接收，當接收時，OFF表示文件傳輸的起始字節，用來實現斷點續傳。
3．4??????文件傳輸的狀態機
文件傳輸線程的地層其實就是一個狀態轉換機，線程具有幾個狀態，線程從文件名傳輸狀態開始，根據文件傳輸的不同情況，在各個狀態間轉換，直到傳輸成功或傳輸失敗。
FILE_TRANS_STATUS_FILENAME = 0x01
文件名稱傳輸狀態，文件傳輸剛建立連接時，傳輸狀態處于文件名傳輸狀態
FILE_TRANS_STATUS_CONTEXT = 0x02
文件內容傳輸轉臺，在傳輸文件內容時，傳輸狀態屬于該狀態
FILE_TRANS_STATUS_WAITFORCONFIRM = 0x03
等待確認狀態，文件發送者，發送完文件信息和驗證消息后，處于該狀態，文件接收者接收到文件信息和驗證消息后處于該狀態
FILE_TRANS_STATUS_SUCCESS = 0x04
文件傳輸成功狀態，表示文件已成功傳輸完畢
FILE_TRANS_STATUS_FAIL = 0x05
文件傳輸失敗狀態，表示文件傳輸已經失敗，失敗原因可能是對方取消了文件傳輸或網絡錯誤
3．5????????結構設計
軟件主要由MainFrame,TransFileManager,SocketThread,Server,TransFilePanel五個類構成圖表示了這幾個類之間的關系。
類功能介紹
MainFrame
MainFrame類是軟件的主界面類，負責與用戶的交互。
TransFileManager
TransFileManager類是文件傳輸的控制類，負責管理文件的傳輸，它維護一個傳輸線程（SocketThread）的列表，每個線程都表示一個正在傳輸的任務。TransFileManager類定時的掃描各個線程的狀態，根據不同狀態做出不同處理，如計算傳輸速度，顯示傳輸進度等。
SocketThread
SocketThread類是文件傳輸線程類，它負責底層的具體傳輸工作，包括打包與解包，并且轉換自己的狀態，完成文件的傳輸。
Server
Server類是為TransFileManager類使用的，它負責本地端口的監聽，一旦有用戶連接，TransFileManager就創建一個傳輸線程，放入線程列表。而它繼續監聽端口。
TransFilePanel
TransFilePanel是一個面板，它用有按鈕、進度條，標簽等用來顯示文件的傳輸狀態。
3．6????????類設計
3．6．1?????? MainFrame
該類是視圖類，是軟件的主界面。
成員變量：
contentPane
contentPane是JPanel類的對象，是主界面的面板。
jbtnSend
jbtnSend是JButton類對象，點擊它將打開文件傳輸對話框。
jbtnSetting
jbtnSetting是JButton類對象，點擊它將打開設置對話框。
jlblIP
jlblIP是JLable類對象，它顯示本機的IP地址，方便文件的傳輸。
jtpTransFile
jtpTransFile是JTabbedPane類對象，是選項卡控件，用于顯示多個文件同時傳輸。
tfm
tfm是TransFileManager類對象，負責控制文件的傳輸。
成員方法：
jbtnSend_anctionPerformed()
該方法為jbtnSend按鈕的點擊事件
jbtnSetting_actionPerformed()
該方法為jbtnSetting按鈕的點擊事件
This_windowClosed()
該方法為窗口關閉事件
界面截圖：
3．6．2?????? TransFileManager類
該類負責傳輸過程中對各個傳輸線程的檢測與控制。
成員變量：
jtp
jtp是選項卡控件對象，是MainFrame類中jtpTransFile對象的一個引用。
panelist
paneList是ArrayList類對象，它是一個鏈表結構，存儲使用的選項卡。
running
running是一個boolean型的對象，用來表示線程是否在執行。
s
s是Server類的對象，用來堅聽本地端口，等待用戶的連接。
threadList
threadList是ArrayList類對象，它是一個鏈表結構，存儲使用的傳輸線程。
maxThreadNum
maxTreadNum是整型變量，表示最大允許的線程數。
port
port是整型變量，表示使用的端口號。
成員方法：
close()
該方法用于關閉文件傳輸的控制。
sendFile()
該方法用于建立一個文件發送，要求輸入參數為，目標IP，端口號，要發送的文件和驗證消息。
3．6．3???????????SocketThread類
SocketThread類是文件傳輸的底層支持類，它提供文件傳輸的服務。
成員變量：
sendBuf
sendBuf是一個字節型數據，它是文件發送和接收時的緩沖區。
dis
dis是DataInputStream型對象，它是由Socket對象得到的輸入流。
dos
dos是DataOutputStream型對象，它是由Socket對象得到的輸出流。
fDis
fDis是DataInputStream型對象，它是要發送的文件的輸入流。
raf
raf是RandomAccessFile型對象，該對象允許設置輸出流的位置，以支持斷點續傳。
running
running是一個boolean型對象，用來表示線程是否在執行。
serverName
serverName是字符串型對象，表示服務器的地址，該對象只有在線程作為發送者時使用。
errorMessage
errorMessage是字符串型對象，表示出錯的信息。
fileName
fileName是字符串型對象，表示文件名。
fileSender
fileSender是一個boolean型對象，表示是文件發送者還是文件接收者。
IP
IP是字符串型對象，用來存放目的機的IP地址。
message
message是字符串型對象，用來表示驗證信息。
port
port是整型變量，表示連接的端口號。
transFileLength
transFileLength是長整型變量，表示已經傳輸的文件長度，TransFileManager可以用它來計算傳輸進度和傳輸速度
成員方法：
cancelTrans()
該方法用于取消傳輸
confirmReceiveFile()
該方法用于確認傳輸文件
參數flag用來表示是否同意傳輸
參數fileName用來表示保存的文件
參數off用來表示起始傳輸字節
getFileTransMessage()
該方法用于得到文件傳輸的基本信息。如：文件發送的目標，端口號等。
getStatus()
該方法返回一個整型變量，表示當前線程的傳輸狀態。
run()
線程的執行方法，該方法中循環執行發送或接收方法，完成文件的發送或接收。
setError()
該方法通過一個字符串型的參數設置錯誤信息。
stopThread()
該方法用于停止線程的執行。
doPackage()
打包方法，該方法中，根據線程所處的不同狀態，對數據加入不同的包頭和其他信息，進行打包。
readFromFile()
該方法從要發送的文件中讀取一個整型數。
readFromSocket()
該方法從Socket輸入流讀取一個整型數，它有一個重載版本讀取一個字節數組的數據。
receiveFile()
該方法為接收文件的方法，是線程循環中，文件接收者執行的方法。
sendFile()
該方法為發送文件方法，是線程循環中，文件發送者執行的方法。
writeToFile()
該方法寫一個字節數據的數據到保存的文件中。
writeToSocket()
該方法寫數據到Socket輸出流中，它有三個重載版本，分別是寫入整型數，寫入長整型數和寫入字節數組數據。
3．6．3????????????TransFilePanel類
這個類屬于視圖類，它作為主界面上的一個對象使用，含有進度條，按鈕，標簽的對象，用于顯示文件傳輸狀態，每一個傳輸線程都擁有自己的TransFilePanel類對象。
成員變量：
fileName
fileName是一個字符串，表示傳輸文件的文件名。
fileSender
fileSender是boolean型對象，表示是文件發送者還是接收者。
isCanneled
isCanneled是boolean型對象，傳輸過程中，用戶點了取消按鈕后，該標志位置true，TransFileManager會循環檢測isCanneled標志，當發現其為true后，它會關閉對應的傳輸線程，而對方會檢測到傳輸錯誤，文件傳輸就停止了。
isClosed
isClosed是boolean型對象，它表示當傳輸過程已經停止時，用戶點擊了關閉按鈕，TransFileManager檢測到isClosed為true時，會在列表中去掉對應的傳輸線程和TransFilePanel。
isConfirm
isConfirm是boolean型對象，它表示文件接收者是否確認了文件接收后（包括同意和拒絕），TransFileManager檢測到isConfirm為true時，會將確認狀態發給文件發送者。
jbtnCannel
jbtnCannel是取消按鈕。
jbtnOK
jbtnOK是確定按鈕。
jpgbFileTrans
jpgbFileTrans是文件傳輸的進度條。
jtaFileTransStatus
jtaFileTransStatus是一個文本框，用來顯示文件傳輸的狀態。
transFileLength
transFileLength是一個長整型變量，用來表示已經傳輸的文件長度。
status
status是一個整行變量，表示文件傳輸的狀態，所表示的狀態與SocketThread中的對應。
界面截圖
3．7??????????????算法介紹
3．7．1 TransFileManager的循環監聽
TransFileManger類繼承了Thread類，實現多線程，避免循環監聽時產生阻塞。
以下是在每次循環中做的工作
1、?得到傳輸線程(SocketThread)的數量和傳輸狀態顯示面板(TransFilePanel)的數量。
2、?從傳輸線程列表中依次取出一個傳輸線程。
3、?判斷當前取出的線程是否有對應的傳輸狀態顯示面板，如果有執行5，如果沒有執行4。
4、?增加傳輸狀態顯示面板，并且在主界面上增加選項卡。
5、?判斷傳輸線程的狀態，根據不同的狀態做不同的處理。
6、?如果列表中的線程取完，執行1，沒有取完執行2。
程序流程圖：
3．7．2?斷點續傳
軟件支持斷點續傳的功能，該功能主要算法如下：
1、?當文件傳輸中途停止時，文件接收者程序為接收的文件創建一個以該文件名+.tmp為文件名的臨時文件，臨時文件與該文件保存在同一個路徑下。臨時文件中保存文件以傳輸的字節數和文件的大小。
2、?當文件接收者接收該文件時，如果有對應的臨時文件，程序會檢測到該文件的臨時文件，讀取以傳輸的字節數和文件大小，并且比較傳輸的字節數與未完成傳輸的文件大小是否相等，文件大小和發送來的文件大小是否相等，如果都相等，執行3，否則執行4。
3、?將文件的輸出流設置到應該繼續傳輸的位置，并將起始傳輸字節數發給發送者，執行5。
4、?如果有未完成的傳輸文件，將其刪除，執行5。
5、?進行文件傳輸。
程序流程圖：
、
3．7．3????????????本地端口的多連接監聽
Server類對象負責本地端口的監聽，可以支持多了連接，具體數量由用戶設置。
1、?用用戶設置的端口創建監聽，等待連接。
2、?當有用戶連接上后，用該連接創建一個SocketThread傳輸線程，加入到線程列表。
3、?如果停止監聽則退出，否則執行1。
程序流程圖：
總結
以上是生活随笔為你收集整理的JAVA文件传输程序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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