Luận văn Lập trình phân tán trên Java

Luận văn Lập trình phân tán trên Java GIỚI THIỆU 1. Lý do chọn đề tài Cờ caro là một trò chơi nhỏ hấp dẫn và không thiếu phần sáng tạo, chắc hẳn ai cũng từng trải nghiệm qua trò chơi nhỏ này trong những lúc xả stress cùng bạn bè. Nhưng trong cuộc sống hiện đại ngày nay chúng ta không thể trực tiếp ngồi chơi cờ cùng nhau. Vì thế, chơi cờ caro online qua mạng đã ra đời phục vụ nhu cầu đó. 2. Yêu cầu 2.1. Server: • Lắng nghe. • Phục vụ yêu cầu của Client. • Xử lý nước đi của các Client để gửi kết quả thắng thua trong bàn cờ cho các Client trong bàn cờ. 2.2. Client: • Kết nối Server. • Gửi yêu cầu cho Server phục vụ: mời chơi, chấp nhận lời mời, nước đi, chơi lại. 3. Một số kỹ thuật liên quan • Sử dụng mô hình mạng Client/Server, giao thức TCP/IP. • Cổng kết nối 9000. • Sử dụng Socket và kỹ thuật multithread trong Java, và một số tính năng khác. • Lựa chọn ngôn ngữ: Java. (Java được xem là một ngôn ngữ lập trình ứng dụng cho mạng vì những đặc tính riêng biệt của chúng như đa hệ nền, đa luồng, bảo mật, hướng đối tượng, phân tán, ứng dụng web…). 4. Nội dung 4.1. Server 4.1.1. Giao diện Server có các chức năng sau:  Start Server.  Listbox danh sách những người đang online.  Listbox cập nhật các player đang chơi.  Text Area lưu thông tin kết nối đến Server của các player. 4.1.2. Các giao thức liên lạc giữa Server và Client  Connect: liên lạc connect giữa client và server. Khi client đăng nhập thì nó sẽ gửi một chuỗi: “Connect:username”.  Cổng mặc định nhận giao thức giữa Server và Client là cổng 9000.  Disconnect : client gửi tín hiệu ngắt kết nối, Server gửi đi tính hiệu khi có client ngắt kết nối cho toàn thể client: “Disconnect:username”.  CallPlay: client gửi tính hiệu mời một client khác chơi cờ: “CallPlay:username_của_người_mời:username_của_đối_thủ”.  Yes: client( đối thủ) đồng ý chơi, client gửi lên: “Yes:username_người_yes:username_người mời mình”.  KieuConDi: khi nhận được tín hiệu đồng ý chời, server gửi kiểu con đi quy định cho trước (X or O). “KieuConDi:username1:X:username2:O” (username1 đi X, username2 đi O).  Play: client gửi nước đi của mình lên server: “Play:username_của_mình:: username_của_đối_thủ”.  Played: server nhận được tín hiệu client gửi nước đi, server gửi về client trở lại: “Played:username1::username2”.  RePlay: client gửi tín hiệu chơi lại lên server cho đối thủ kia biết là mình muốn chơi lại: “RePlay:username_của_mình:username_đối_thủ”.  WIN: server gửi tín hiệu người thắng cuộc. “WIN:username_thăng::username_thua”.  Lose: xử thua cho một client nào đó: “Lose:username”.  ReConnect: client gửi tín hiệu connect lại để chơi với người khác, khi không muốn chơi với người A nữa: “ReConnect:username_của_mình”. 4.1.3. Class chính trong chương trình phía Server: Server.java a. RefreshListUserPlaying Cập nhật danh sách những người đang chơi game. while(userPlaying != null){ String display = ""; for(String s:userPlaying){ if(display.equals("")){ display = s; } else{ display = display + ":" + s; } } String []sql = display.split(":"); jListPlaying.setListData(sql); } b. refreshListUser Cập nhật danh sách những người đang online. while(userOnline != null){ String display = ""; for(String s:userOnline){ if(display.equals("")){ display = s; } else{ display = display + ":" + s; } } String []sql = display.split(":"); jListConnected.setListData(sql); } c. processRequest Tạo kết nối Client với Server thông qua lớp Connection.java try{ communitySocket = serverSocket.accept(); handleConnection(communitySocket); System.out.println("So luong ket noi: " + listCon.size() + "\n" + "so luong user online: " + userOnline.size()); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } d.Các Function chính  addUser(String UserID, Connection con): thêm một user mới vào list user online tương ứng với một connection.  addUserFree(String uid): thêm một user chưa chọn được bạn chơi game.  addUserPlay(String userid) : thêm một user vào danh sách những người đã có bạn chơi (đang chơi).  closeConnection(Connection con, String uid): đóng kết nối tương ứng với user đã đăng ký (khi nhận tín hiệu disconnect từ client gửi về). listCon.remove(con); userOnline.remove(uid); userIDToConnect.remove(uid); if(userPlaying != null && userPlaying.size() > 0 && userPlaying.contains(uid)) userPlaying.remove(uid); if(userFree != null && userFree.size() > 0 && userFree.contains(uid)) userFree.remove(uid);  removeUserPlay(String user): xóa những user đã chọn được bạn chơi trong danh sách người chời chưa chọn được bạn chơi.  runServer() : chạy luồng chính của server (lắng nghe-chờ tín hiệu kết nối từ client). userOnline = new ArrayList(); userPlaying = new ArrayList(); userFree = new ArrayList(); listCon = new ArrayList(); userIDToConnect = new HashMap<String, Connection>(); Thread serverThread = new Thread(new processRequest()); serverThread.start(); Thread refresh = new Thread(new refreshListUser()); refresh.start(); Thread playing = new Thread(new RefreshListUserPlaying()); playing.start();  sendToAllClient(string): gửi tín hiệu phản hồi từ server đến tất cả các client.  setDetailConnect(string): server lưu vết các client connect & disconnect.  handleConnect(Socket clientSocket): tạo một Connection cho một socket client. Connection conn = new Connection(this, clientSocket); Thread t = new Thread(conn); t.start(); listCon.add(conn);  Các class còn lại dùng để mở rộng ứng dụng sau này. 4.1.4. Class hổ trợ: Connection.java a. CreateBanco: Tạo bàn cờ, set kiểu con đi cho các player, phân tích nước đi để đưa ra quyết định thắng thua. b. Player: Tạo người chơi. protected String player = null; protected String kieudi = null; protected String status = "NONE"; public Player(String p, String k){ player = p; kieudi = k; status = "NONE"; } public void setstatus(String t){ status = t; } public String getPlayer(){ return player; } public String getKieuDi(){ return kieudi; } c. Các Function:  Connection(Server ser, Socket s): Định nghĩa các biến. public Connection(Server ser, Socket s){ server = ser; communitySocket = s; }  closeConnectionSocket(): Đóng kết nối các Client đã closeconnection. try{ if(in != null) in.close(); if(out != null) out.close(); communitySocket.close(); player1 = null; player2 = null; userID1 = null; userID2 = null; }catch(Exception ex){ }  run(): Lắng nghe các kết nối, yêu cầu từ phía Client, thực thi, kiểm tra yêu cầu và trả về kết quả phù hợp với các yêu cầu của Client. OutputStream socketOut = null; InputStream socketIn = null; while(true){ try{ if(communitySocket.isClosed()) break; socketOut = communitySocket.getOutputStream(); out = new OutputStreamWriter(socketOut); socketIn = communitySocket.getInputStream(); if(socketIn == null) return; in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn)); String input = in.readLine(); System.out.println(input); System.out.println( "Nhan cho nay 2."); if(input.equals("") || input.isEmpty() || input.toString() == null){ System.out.println("Null rui?"); return; } header:userID1:port:hostAddress:userID2:port:hostAddress neu la callPlay if(input.startsWith("Connect:")){ String detail[] = input.substring(8).split(":"); if(detail.length > 0){ userID = detail[0]; System.out.println(userID); listenPortofClient = communitySocket.getPort(); hostAdress = communitySocket.getInetAddress().toString(); this.server.addUser(userID, this); this.server.setDetailConnection(userID + " connect from " + communitySocket.getInetAddress() + " from port: " + communitySocket.getPort()); } } else if(input.startsWith("ReConnect:")){ String detail[] = input.substring(10).split(":"); if(detail.length > 0){ this.server.addUserFree(detail[0]) ; this.server.removeUserPlay(detail[ 0]); bc = null; } } else if(input.startsWith("Disconnect:")){ String detail[] = input.substring(11).split(":"); this.server.closeConnection(this, detail[0]); this.server.setDetailConnection(userID + " disconnected"); this.server.sendToAllClient("Disconnec t:" + userID); closeConnectionSocket(); } else if(input.startsWith("CallPlay:")){ String detail[] = input.substring(9).split(":"); if(detail.length > 0){ this.server.sendToAllClient("CallPlay:" + detail[1] + ":" + detail[0]); } } else if(input.startsWith("NoRePlay:")){ String detail[] = input.substring(9).split(":"); if(detail.length > 0){ this.server.removeUserPlay(detail[0]); this.server.addUserFree(detail[0]) ; this.server.sendToAllClient("NoRePlay:" + detail[0]); } } … } 4.2. Client 4.2.1. Giao diện chính Client  Địa chỉ IP của Server  Tên của bạn  Danh sách người đang online: danh sách những người chưa chơi  Button “Mời chơi”: khi chọn người muốn chơi xong thì click vào nút mời chơi, người được mời chơi sẽ xuất hiện hộp thông báo:  Nếu đồng ý chơi thì click vào “yes”.  Giao diện bàn cờ sẽ xuất hiện như sau: 4.2.2. Class chính chương trình Client BanCoJFrame.java a. Vòng lập “for” tạo bàn cờ jPanelBanCo.setLayout(new GridLayout(10, 10)); for(int i = 0; i < 10; ++i) for(int j = 0; j < 10; ++j){ btn[i][j] = new Button(""); btn[i][j].setSize(35, 35); btn[i][j].setActionCommand("bt" + i + "_" + j); btn[i][j].setCursor(new java.awt.Cursor(java.awt.Cursor.CROSSHAIR_CURSOR)); btn[i][j].setFont(new Font("Times New Roman", 1, 16)); btn[i][j].addActionListener(new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e) { choice = e.getActionCommand(); send(); disable(); } }); jPanelBanCo.add(btn[i][j]); } b. class ClassReceive Nhận các giao thức từ Server để xử lý public void run(){ try{ while(true){ in = new BufferedReader(new InpuStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); String input = in.readLine(); if(input == null){ System.out.println("du lieu bi null"); return; } System.out.println(input); String []detail = input.split(":"); int n = detail.length; System.out.println(n); if(n > 0){ if(detail[0].equals("Update")){ String []spl = new String[n-1]; int j = 0; for(int i = 1; i < n; ++i){ System.out.println(detail[i]); if(!detail[i].equals("") && ! detail[i].equals(jTextFieldDangNhap.getText())) spl[j++] = detail[i]; } jListDanhSach.setListData(spl); } else if(detail[0].equals("Disconnect")){ if(detail[1].equals(usernameCalled)){ String message = "Đối phương đã nghỉ chơi!\nBạn có muốn chơi nữa không?\nClick Yes để tìm người chơi khác.\nClick No để thoát khỏi trò chơi."; int answer = JOptionPane.showConfirmDialog(frame, message, "Thông báo", JOptionPane.YES_NO_OPTION, JOptionPane.QUESTION_MESSAGE); if(answer == JOptionPane.YES_OPTION){ jButtonMoiChoi.setEnabled(true); out.println("ReConnect:" + username); out.flush(); clearBanCo(); jPanelBanCo.setVisible(false); } else if(answer == JOptionPane.NO_OPTION) { out.println("Disconnect:" + username); out.flush(); setVisible(false); dispose(); } } } else if(detail[0].equals("CallPlay")){ if(detail[1].equals(username)){ int resulf = JOptionPane.showConfirmDialog(frame, "Bạn nhận được lời mời từ " + username, "Mời chơi", JOptionPane.YES_NO_OPTION); if(resulf == JOptionPane.YES_OPTION){ out.println("Yes:" + username + ":" + detail[2]); jPanelBanCo.setVisible(true); jButtonMoiChoi.setEnabled(false); if(detail[2] != null && ! detail[2].equals(username)) usernameCalled = detail[2]; LabelPlayer2.setText(usernameCalled); } else{ out.println("No:" + username + ":" + detail[2]); jPanelBanCo.setVisible(false); jButtonMoiChoi.setEnabled(true); usernameCalled = null; } out.flush(); } } else if(detail[0].equals("Yes")){ if(detail[2].equals(username)){ jPanelBanCo.setVisible(true); jButtonMoiChoi.setEnabled(false); usernameCalled = detail[1]; jLabelPlayer1.setText(username); jLabelPlayer2.setText(usernameCalled); jLabelKq.setText("Ai thắng đây ta ???"); jLabelDiTruoc.setText(goFirst); } else if(detail[1].equals(username)){ jPanelBanCo.setVisible(true); jButtonMoiChoi.setEnabled(false); usernameCalled = detail[2]; jLabelPlayer1.setText(username); jLabelPlayer2.setText(usernameCalled); jLabelKq.setText("Ai thắng đây ta ???"); jLabelDiTruoc.setText(goFirst); } } else if(detail[0].equals("No")){ if(detail[1].equals(username) && detail[2].equals(usernameCalled)){ jPanelBanCo.setVisible(false); jButtonMoiChoi.setEnabled(true); } jLabelDiTruoc.setText(" "); } else if(detail[0].equals("KieuConDi")){ if(detail[1].equals(username)){ if(detail[4] != null) kieucondi = detail[2]; if(detail[4] != null) kieuConDiDoiThu = detail[4]; } else if(detail[3].equals(username)){ if(detail[4] != null) kieucondi = detail[4]; if(detail[2] != null) kieuConDiDoiThu = detail[2]; } } else if(detail[0].equals("Played")){ if(detail[1].equals(usernameCalled)){ if(detail[3] != null){ String nuocdi[] = detail[2].split(","); if(nuocdi.length > 1){ setNuocDi(Integer.parseInt(nuocdi[0]), Integer.parseInt(nuocdi[1]), kieuConDiDoiThu); ToDo(10); } } } else if(detail[1].equals(username)){ } } else if(detail[0].equals("WIN")){ if(detail[2] != null){ String nuocdi[] = detail[2].split(","); if(nuocdi.length > 1) setNuocDi(Integer.parseInt(nuocdi[0]), Integer.parseInt(nuocdi[1]), kieuConDiDoiThu); } if(detail[1].equals(username)){ jLabelKq.setText("Bạn đã thắng!"); clearBanCo(); jPanelBanCo.setVisible(false); } else if(detail[3] != null && detail[3].equals(username)){ System.out.println(detail[3] + "=" + usernameCalled); jLabelKq.setText("Bạn đã thua rồi!"); waiting(5); String message = "Bạn đã thua rồi! Bạn có muốn chơi nữa không?\n Click Yes để chơi lại.\n Click No để tìm người chơi khác."; int answer = JOptionPane.showConfirmDialog(frame, message, "Thông báo", JOptionPane.YES_NO_OPTION, JOptionPane.QUESTION_MESSAGE); if(answer == JOptionPane.YES_OPTION){ jButtonMoiChoi.setEnabled(true); out.println("CallPlay:" + usernameCalled + ":" + username); out.flush(); clearBanCo(); timeWaiting.cancel(); } else if(answer == JOptionPane.NO_OPTION){ out.println("ReConnect:" + username); out.flush(); clearBanCo(); jPanelBanCo.setVisible(false); out.println("NoRePlay:" + usernameCalled); out.flush(); jButtonMoiChoi.setEnabled(true); timeWaiting.cancel(); } } } else if(detail[0].equals("NoRePlay")){ if(detail[1] != null && detail[1].equals(usernameCalled)){ jButtonMoiChoi.setEnabled(true); } } } } }catch(Exception ex){ System.out.println("Khong the nhan du lieu."); ex.printStackTrace(); } } c. Các function chính  Function doConnected(): quản lí việc đăng nhập của user public boolean doConnected(){ try{ if(jTextFieldDangNhap.getText().length() <= 30){ String ip = jTextFieldIP.getText(); socket = new Socket(ip, 9000); jLabelPlayer1.setText(jTextFieldDangNhap.getText()); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); out.println("Connect:" + jTextFieldDangNhap.getText()); out.flush(); username = jTextFieldDangNhap.getText(); ClassReceive r = new ClassReceive(); read = new Thread(r); read.start(); jButtonDangNhap.setEnabled(false); jButtonMoiChoi.setEnabled(true); return true; } else{ JOptionPane.showMessageDialog(frame, "Tên bạn quá 30 kí tự, vui lòng đăng nhập lai!"); jButtonDangNhap.setEnabled(true); } }catch(Exception e){ JOptionPane.showMessageDialog(frame, "Kết nối không thành công vui lòng đăng nhập lại!"); jButtonDangNhap.setEnabled(true); } return false; }  Function send(): thực hiện gửi nước đi, kiểu con đi. public void send(){ try { in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); if(choice.equals("")){ System.out.print("Choice rong."); return; } String []n1 = choice.substring(2).split("_"); if(n1.length > 0){ int i = Integer.parseInt(n1[0]); int j = Integer.parseInt(n1[1]); System.out.println(i); System.out.println(j); if(kieucondi == null && kieuConDiDoiThu != null){ if(kieuConDiDoiThu.equals("X")) kieucondi = "O"; else if(kieuConDiDoiThu.equals("O")) kieucondi = "X"; } if(kieuConDiDoiThu == null && kieucondi != null){ if(kieucondi.equals("X")) kieuConDiDoiThu = "O"; else if(kieucondi.equals("O)")) kieucondi = "X"; } if(kieucondi == null && kieuConDiDoiThu == null){ kieucondi = "X"; kieuConDiDoiThu = "O"; } btn[i][j].setLabel(kieucondi); System.out.println(username + " di kieu: " + kieucondi); btn[i][j].setEnabled(false); if(time != null){ time.cancel(); time = null; } if(timeWaiting != null){ timeWaiting.cancel(); timeWaiting = null; } try{ out.println("Play:" + username + ":" + n1[0] + "," + n1[1] + ":" + usernameCalled); out.flush(); }catch(Exception e){ System.err.println(e); } } }catch (IOException ex) { Logger.getLogger(BanCoJFrame.class.getName()). log(Level.SEVERE, null, ex); } }  Function doReceive(Socket s): danh sách user đang online public void doReceive(Socket s){ Socket soc = s; try{ in = new BufferedReader(new InputStreamReader(soc.getInputStream())); String input = in.readLine(); if(input == null){ System.out.println("du lieu bi null"); return; } String []detail = input.split(":"); int n = detail.length; if(n > 0){ if(detail[0].equals("Update")){ String []spl = new String[n-1]; for(int i = 1; i< n; ++i) spl[i] = detail[i]; jListDanhSach.setListData(spl); } } }catch(Exception ex){…}  Function callPlay(String userID): mời bạn chơi cờ public void callPlay(String userID){ try { out = new PrintWriter(socket.getOutputStream()); out.println("CallPlay:" + username + ":" + userID); out.flush(); jButtonMoiChoi.setEnabled(false); usernameCalled = userID; } catch (IOException ex) { … } }  Function setNuocDi(int row, int col, String kieu)  Function clearBanCo() 5. Kết quả đạt được và mặt hạn chế