基于socket的简单语音聊天软件

基于socket的简单语音聊天软件是分布式的作业之一。下文摘抄了概要设计和详细设计的开头部分。

背景
软件名称：Xchat
开发者：04 双语 许一尊 200433099266
开发平台：JDK 1.5 + Eclipse3.3M6
本软件只采用了基本的Java sound API，即javax.sound中的内容，没有使用JMF和开源代码。

参考资料
《分布式计算原理与应用》
Java API
Java Sound Resources http://www.jsresources.org/apps/am.html

需求
1. 基于基本的Client/Server模式，实现一个text画板，提供一个多人的chat空间。在此模式下，每个人发出的message都通过server的中心控制，由server组播（multicast）给一个chat组的其他会话人。
2. 语音的录取、打包、传输、播放，从而将text chat空间变成了voice chat空间。
3. 通过server的中心控制实现会话的记录和交互式回放。

设计思路
客户端设计参考MVC模式，由一个核心控制模块处理语音发送接收、聊天信息和控制信号的发送接收、音频点播及界面的显示更新。
文本消息和控制信息合二为一，格式为：用户名>>>命令>>>参数
语聊信号通过建立音频管线截取语音包，直接广播到所以客户端，由客户端各自播放。客户端接收到控制信息时，提取出其中的用户名、命令和参数，如果该命令针对所有客户端，则执行该命令；如该命令针对特定用户，只有当用户检测到控制信息中的用户名项为其自身时才发生相应。
音频点播实现是由客户端通过有连接socket发送请求，服务器受到后发送确认信号，将文件以流的方式发送至客户端播放。

特殊性说明
由于只使用基本Java sound API，Java音频的一下局限性觉得了本系统一些特殊的设计：
首先，java平台的音频播放性能有限，当一次写入的数据过小是，声音容易出现断续的现象，而一次截取的包过大时，又会导致较大的延时。所以，必须在音频质量和声音延时上做出选择。最终的权衡结果是以1/4秒为单位截取声音，总的延时为0.5秒+网络延时，在局域网中，网络延时可以忽略不计，所以总的延时在0.5秒左右，可以接受。
其次，Java音频由于其性能问题，不能提供良好的混音效果，所以如两人同时发言，接收到声音的断续现象较为严重，如果多人同时发言，网络条件下4个音源的混音效果根本不能接受，所以本软件设定同一时间只能由一人发言，由一系列控制信号来达到所以客户端的同步。
其三，java保存音频文件方法较为单一，虽然可以通过InputStream保存成音频文件，但要预先制定音频文件的大小，这显然是不可实现的；所以唯一的办法就是在音频采集是直接保存成音频文件，在一次发言结束后上传到服务器，由于java本身没有音频合并的方法，所以音频文件的保存是以发言为单位的，点播时自然也只能以发言为单位。

系统结构
客户端

客户端设计参考MVC模式，由一个核心控制模块处理语音发送接收、聊天信息和控制信号的发送接收、音频点播及界面的显示更新。

服务器端

服务器端以一个控制中心为核心，处理客户端传来的消息和控制信号，执行相应操作并返回控制信号。

类图
客户端

a. 客户端以ClientAction为中心，该类处理界面相应并调用相应模块。由于ClientFram（界面类）的类中元素过于繁杂，在此图中已删除此类。
b. SocketMessageManager是文本消息处理的中心，建立messageSendThread和PacketReceivingThread处理消息包的发送和接收，受到消息包并提取其中信息后，将其交与ClientAction处理。
c. SoundCapture处理音频的截取和广播；SoundPlayer负责接收音频包并播放。
d. SoundRecoder负责讲语音保存在临时文件中，SoundSendThread负责发送该音频文件。
e. SoundRequestHelper与SoundRequest负责音频点播。

服务器端

a．服务器端以ChatServer为中心，处理客户端传来的消息和控制信号，并执行相应操作。
b．MessageServerThread负责调用RecervingThread，RecervingThread接收文本消息包并分离出其中的控制信号，交由ChatServer处理。
c．MulticastSendingThread负责相客户端广播聊天消息和控制信号。
d．SoundSaveServerThread负责处理客户端的保存聊天音频文件的请求，建立AudioSaveThread保存文件。
e．SoundRequestServerThread负责监听客户端的聊天记录点播请求，受到请求后，新建AudioPlayThread处理相应请求。