网络编程课程设计报告--模拟火车售票退票系统

网络编程课程设计报告--模拟火车售票退票系统 Java网络编程报告 姓名: 蒋怡 学号: 1107300134 题目: 模拟火车售票退票系统 一、作业要求: 模拟火车售票退票系统实现一个服务器为多个客户服务，要求 1、服务器用线程池，线程容量为4，座位数为60个，即01-60号座. 2、客户通过网络发送请求可以退票可以买票，先来先服务，买票还是退票由随机数决定，退票必须是该用户买过的有效票，先买的票先退。若退票时该用户已没有买到的票，则改为买票。若服务器票已售完，则需等待，先来先服务，哪个客户先来，服务器将先为哪个客户服务。 3、服务器每次接收一个客户请求需打印该客户的端口号、IP和该用户是买票还是退票，处理该请求之前目前剩余的票所有座号，处理之后剩余的座号也要打印出来，并延迟一个随机处理时间，以模拟对每个客户处理的时间不同。将处理结果发给客户。 4、客户收到结果后打印到屏幕。 5、注意资源共享的问题，适当时可用同步代码，不允许用同步方法。注意线程之间的协作。 演示时开放4-5个用户，并演示一次退票无效的情况(即要退的票在服务器中还没有卖出去，要求2是正常情况) 二、主要设计思路: 1、该程序包括以下几个类: 1)、EchoClient.java 2)、EchoServer.java 3)、Node.java 定义了线性的一个节点的结构，并对节点进行初始化 4)、LList.java 接口类，包含以下几个方法: boolean isEmpty(); // 判断线性表是否为空 int length(); // 返回线性表长度 T get(int i); // 返回第i(i>0)个元素 void insert(int i,T x); // 插入x作为第i个元素 void insert1(T x); //按顺序插入一个数到链表中 T remove(int i); // 删除第i个元素并返回被删对象 void append(T x); // 在线性表最后插入x元素 5)、SingleLinkList.java 实现接口LList。 6)、Customer.java 定义了choise，cus_tickets两个属性和choice()方法，其中 choise是一个随机产生的0或1，用来决定客户买票或退票。 cus_list是一个线性表，用来存储客户所买到的所有票。 7)、Tickets.java 定义了number和list两个属性，其中number用来表示服务器售出的票号，list是一个线性表，用来存储剩余火车票。包含了售票票方法sell()和退票方法return_ticket()。 2、思路及图 1)、首先客户端通过调用Customer类的choice()方法，由choice()方法来决定客户是买票还是退票。若choise==1，则客户买票，若choise==0，则客户退票。流程图如下: choice=(int)(Math.random()*2) choise==1 是 否 客户买票 客户退票票 2)、若客户买票，则通过输出流将买票信息发送给服务器端。若客户退票，则通过“customer.cus_list.isEmpty()”这个语句判断客户是否有票可退，若客户有票可退，则通过输出流将退票信息及所退票号发送给服务器端;若客户无票可退，则改为买票，通过输出流将信息发送给服务器端。流程图如下: 客户退票 客户买票 是 客户拥有的票发送买票信息给服务器端 发送买票信息给服务器端 是否为空 否 发送退票信息给服务器端 3)、服务器端通过输入流接收客户端的信息，接收信息后，随机产生一个时间，线程休眠，模拟网络延迟。然后判断客户是买票还是退票，若是买票，则调用Tickets类中的sell()方法进行售票处理;若是退票，则调用Tickets类中的return_ticket()方法进行退票处理。流程图如下: 接收客户端的信息 线程休眠一段时间 否 Tickets.return _ticket() 客户是否买票 是 tickets.sell() 4)、若客户是买票的，则通过“list.isEmpty()”判断是否有票可售，若有票可售，则进行售票处理(即将list线性表中的第一个节点删除，表示此票已售出)，处理后将信息反馈给客户;客户收到服务器端的信息后，将反馈信息打印输出，同时将所买到的票添加到cus_list线性表的最后。 若无票可售，则线程等待，将线程加入等待队列，当线程被唤醒后，进行售票处理，处理后将信息反馈给客户。客户收到服务器端的信息后，输出反馈的信息，同时，将所买到的票添加到cus_list线性表的最后。 客户收到服务售票 器端反馈信息 否 线程等待 是否有票可售 是 将线程加入等待队列 打印输出信息 售票处理 线程被唤醒后进行售票处理 cus_list.append() 将反馈信息发送到客户端 5)、若客户是退票的，首先判断客户所退的票是否是已售出的票，若不是，则非法退票，退票失败，将反馈信息发送给客户端;若是，则进行退票处理(将所要退的票按大小添加到线性表list中)，退票处理后，将反馈信息发送给客户端，然后该线程将已经退了的票从cus_list中删除(即cus_list.remove())。判断是否有线程在等待队列中，若有，则将队列中的第一个线程唤醒，进行售票处理，然后将反馈信息发送给客户端。 退票 客户端收到服务 器端的反馈信息 是 退票处理 该票是否已售出 否 退票是否成功 非法退票，退票失败 等待队列是否空 是 否 输出退票失败信息 打印输出退票成功信息 将所退的票售给第 一个等待的线程 cus_list.remove() 将反馈信息发送到客户端 3、关键代码 1)、EchoClient.java for(i=1;i<=500;i++) { System.out.println("客户第"+i+"次请求");// msg=customer.choice(); //choice产生随机数来确定客户是买票还是退票 if(msg.equals("buy")) { pw.println(msg); //将客户买票的信息传给服务器 System.out.println(br.readLine()); //输出服务器传给客户的买到票的信息 customer.cus_list.append(br.readLine()); //将客户买到的票放入链表的最后 System.out.println(customer.cus_list+"\n"); //输出客户所拥有的所有票，cus_list:用一个链表存储客户所拥有的所有票 } else if(msg.equals("refund")) { if(!customer.cus_list.isEmpty()) //若客户所拥有的票不是空的，就退票 { pw.println(msg); //将客户退票的信息传给服务器 pw.println(cus_number=customer.cus_list.get(1)); //获取客户最先买到的那张票，将其传给服务器 msg=br.readLine(); //接收服务器的反馈信息 if(!msg.equals("非法退票!退票失败!")) { System.out.println(msg); customer.cus_list.remove(1); //将客户所退了的票从客户所拥有的票中移除 System.out.println(customer.cus_list+"\n"); //输出客户所拥有的所有票 } else System.out.println(msg); } else //否则，转为买票 { System.out.println("客户没有票可退,转为买票"); pw.println("buy"); //将买票信息传给服务器 System.out.println(br.readLine()); //输出服务器传给客户的买到票的信息 customer.cus_list.append(br.readLine()); //将客户买到的票放入链表的最后 System.out.println(customer.cus_list+"\n"); //输出客户所拥有的所有票，cus_list:用一个链表存储客户所拥有的所有票 } } } 2)、EchoServer.java public class EchoServer { private int port=8001; private ServerSocket serverSocket; private ExecutorService executorService; //线程池 private final int POOL_SIZE=4; //单个CPU时线程池中工作线程的数目 List socketList=new ArrayList(); //排队序列 public EchoServer() throws IOException { serverSocket = new ServerSocket(port); serverSocket.setReceiveBufferSize(50); //创建线程池 executorService= Executors.newFixedThreadPool( POOL_SIZE); System.out.println("服务器启动"); } public void service() { while (true) { Socket socket=null; try { socket = serverSocket.accept(); executorService.execute(new Handler(socket,socketList)); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String args[])throws IOException { new EchoServer().service(); } } class Handler implements Runnable{ private Socket socket; private Tickets ticket=new Tickets(); List socketList=new ArrayList(); //排队序列 public Handler(Socket socket,List socketList){ this.socket=socket; this.socketList=socketList; } private PrintWriter getWriter(Socket socket)throws IOException{ OutputStream socketOut = socket.getOutputStream(); return new PrintWriter(socketOut,true); } private BufferedReader getReader(Socket socket)throws IOException{ InputStream socketIn = socket.getInputStream(); return new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn)); } public String echo(String msg) { return "echo:" + msg; } @SuppressWarnings("static-access") public void run(){ try { System.out.println("New connection accepted " + socket.getInetAddress() + ":" +socket.getPort()); BufferedReader br =getReader(socket); PrintWriter pw = getWriter(socket); String msg = null; String cus_number=null; while ((msg=br.readLine()) != null) { // 模拟售票的网络延迟 try { Thread.sleep((long) (Math.random()*3000)); //产生一个随机处理时间 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if(msg.equals("buy")) { ticket.sell(socketList,socket,pw); } else if(msg.equals("refund")) { ticket.return_ticket(cus_number=br.readLine(),socket,socketList,pw); } } }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { try{ if(socket!=null)socket.close(); }catch (IOException e) {e.printStackTrace();} } } } 3)、Tickets.java public class Tickets { String number;//售出票的序号 static String tickets[]={"1","2","3","4","5","6","7","8","9","10", "11","12","13","14","15","16","17","18","19","20", "21","22","23","24","25","26","27","28","29","30", "31","32","33","34","35","36","37","38","39","40", "41","42","43","44","45","46","47","48","49","50", "51","52","53","54","55","56","57","58","59","60"}; static SingleLinkList list = new SingleLinkList(tickets); //用list链表存储火车票 public void sell(List socketList,Socket socket,PrintWriter pw ) { synchronized (list) { System.out.println(socket.getPort()+"客户买票"); System.out.print("客户买票前剩余火车票为:"); System.out.println(this.list); //打印还剩多少张票可卖 if(list.isEmpty()) //若无票可售，则将线程加入等待队列 { System.out.println("暂时无票!排队中......"); socketList.add(socket); System.out.println("客户:"+socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort()+"，队列长 度:"+socketList.toArray().length); System.out.println("等待队列的第一个客户为:"+socketList.get(0).getPort()+"\n"); try { list.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } number=list.remove(1); System.out.println("票号:"+number+"被队首:"+socketList.get(0).getPort()+"预定成功\n"); socketList.remove(0); pw.println("客户买到的票的票号为:"+number); //将客户买到票的信息传回给客户 pw.println(number); //将客户买到的票号传给客户 } else { //若符合条件进行售票 number=list.remove(1); //每次票号最小的票售出，将已售出的票从火车票链表中移除 System.out.println("售出票的序号为 " + number ); //打印售出票的信息 System.out.print("客户买票后剩余火车票为:"); System.out.println(list+"\n"); //打印售票后所剩余的火车票 pw.println("客户买到的票的票号为:"+number); //将客户买到票的信息传回给客户 pw.println(number); //将客户买到的票号传给客户 } } } public void return_ticket(String cus_number,Socket socket,List socketList,PrintWriter pw) { //将客户所退的票按顺序添加的票号里面 synchronized (list) { int i; for(i=1;i<=list.length();i++) { if(list.get(i).equals(cus_number)) //判断客户所退的票是否是服务器以售出的票，若不 是，则非法退票 { pw.println("非法退票!退票失败!"); System.out.println("非法退票!退票失败～\n"); return; } } list.insert1(cus_number); //将客户退的票按顺序插入到火车票链表中 System.out.println(socket.getPort()+"客户退票,所退票号为:"+cus_number); System.out.print("客户退票后剩余火车票为:"); System.out.println(list+"\n"); pw.println("客户退票,所退票号为:"+cus_number);//将客户退票信息传回给客户 if(!socketList.isEmpty()) //退票后判断队列中是否有客户在等待买票，若是，则将所退的票买 给队列中的第一个客户 { list.notify(); //唤醒线程 } } } } 4、程序运行截图 1)、服务器端截图 当票已售完时，客户请求买票就将客户加入一个等待队列，如果有另 一个客户来退票，则将所退的票售给等待队列中的第一个客户。 当所 非法退票情况演示:控制客户退票号为20的票，因为20号票还未售 出，所以退票失败～ 2)、客户端截图 客户请求退票时，客户无票可退，转为买票情况。 5、实验

总结

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通过本次实验，掌握了Server Socket的用法和多线程编程的的原理、还有同步代码块的使用、线程等待和唤醒的使用，在实验过程中遇到了很多不明白的问题，通过找书、与同学讨论都一一解决了。第一次实验的时候，基本上不知道从何处入手，但是通过慢慢的摸索和研究，一步一步地将一个个小问题解决，才能将程序编写出来。在调试过程中，遇到了很多奇奇怪怪的问题，很多时候是因为自己的考虑不够全面和逻辑出来的错误所引起的，在同学的帮助下，把这些问题都一一解决了。