基于UDP的歌词同步系统

1 系统功能说明

1.1系统简介
歌词在线同步系统，主要实现的是播放歌曲，然后能够通过UDP通信，从服务端加载歌词，并根据歌曲播放进度同步显示歌词。
1.2系统主要功能
实现播放子系统，其功能如下：
1.播放终端能够播放歌曲，并根据歌曲的信息从后台下载歌词
2. 歌词显示应当与歌曲播放同步
1.3系统开发环境
编译器：Spring tool suite
运行环境：JDK1.8导入整个项目，先运行server.java，再运行client.java即可启动项目

2 系统设计

2.1系统总体设计
本系统采用的是CS结构，系统的功能结构如下：
（1）服务端：采用UDP协议，接收客户端传来的数据，进行处理，比如查询歌词信息，查询到歌词信息以后返回给客户端，如果查询不到结果，则返回相应的提示信息。
（2）客户端：和用户交互，接收用户的操作输入，并将数据发送给服务端处理，获取返回结果展示在界面上，比如用户点击歌曲播放，客户端获取歌曲信息，发送给服务端，并且接收服务端返回的歌词，同步显示在界面上。
2.2界面设计
客户端歌曲查询界面：

歌词同步界面：

加载图片失败：

歌词加载失败：

2.3 网络通信

（1）网络通信采用的是UDP通信模型，因为客户端需要向服务端请求歌曲的专辑图片，歌词，以及歌曲的歌手，专辑等信息，所以在请求消息中需要设置标志字段，用于区分服务。
（2）客户端发送的数据格式、服务端接收的数据格式:
songName#requestContent#currentTime
各个字段的含义：
songName:歌曲名字
requestContent:请求内容(包括歌曲基本信息songInfo、专辑图片songImage、歌词内容 lrc）
currentTime：歌曲播放的进度时间
（3）图片是采用字节流的方式传输的，从服务端读取图片，然后通过DatagramPacket 发送给客户端，客户端把接收到的字节流转换成图片文件，存到临时图片文件中，同时显示到歌词展示界面。

2.4 数据存储
服务端和客户端发送的消息都是采用字节流的方式，它们的格式和存储方式如下：
（1）服务端和客户端的资源存储目录如下：
music/client-music 目录下存放的是客户端的歌曲，歌词，界面背景图片资源等
music/server-music 目录下存放的是服务端的歌词，专辑图片资源等

（2）服务端存储的是歌词文件，歌曲专辑图片文件；
其中歌词文件采用.lrc文件，其基本格式如样例如下：

而专辑图片则采用.png的格式存储。

（3）客户端存储的是歌曲文件信息，格式为.mp3，还有就是背景图片，按钮图片，临时图片资源等
其在项目中的存储格式样例如下：

2.5 多线程
（1）在服务端使用了多线程处理，服务端分为两个类，一个是Server类，一个是服务端线程类UDPThread类。
Server类：
用于接受客户端发送来的packet数据包，然后把数据包交给子线程处理，使用了两个DatagramSocket,一个接受数据，一个发送数据。
UDPThread 类：
根据客户端发送的数据包，判断请求数据的类型，比如歌词，图片资源等，然后查找对应的资源，转换成字节流发送给客户端。

2.6同步与并发
同步：客户端实现了同步，当读取服务端歌词的线程接收到服务端发来的歌词文件的时候，需要先写入本地歌词文件中，而此时，本地歌词读取线程可能也会同时读取该歌词文件，所以需要歌词文件的写入需要加上同步锁。
并发：服务端采用了多线程，所以支持多个客户端同时开启，从服务端获取歌词，实现了并发。

3 系统错误与调试

3.1 常见异常及处理方法
（1）异常：客户端扫描本地文件夹的歌曲文件，如果文件夹名不存在，产生空指针异常
处理方法：判断文件对象是否为空，处理代码如下：

//如果文件夹不存在,则打印语句，并返回空
if (!file.exists()) {System.out.println("该文件夹为空！");return null;
}

（2）异常：服务端查询的歌词文件或者图片文件不存在，会产生空指针异常
处理方法：
服务端判断读的文件是否为空，如果为空，则发送无该歌词文件或者图片的消息给客户端（处理代码如下）：

File tempFile =new File(storeLrcPath+"/albumImage/"+strArray[0]+".png");
if(!tempFile.exists()) {//歌曲专辑图片不存在sendData = "albumImage not exist".getBytes();
}else {InputStream in = new FileInputStream(tempFile);byte[] buff = new byte[65507];int c = in.read(buff);sendData = buff;in.close;
}

3.2 系统实现过程中遇到的错误及其解决方法
（1）遇到的问题：在读取mp3歌曲文件里歌曲信息的时候，采用jaudiotagger jar包读取，但是读取到的中文都是乱码，采用了UTF-8,GBK转码都仍然是乱码。
解决办法：自己写代码读取MP3歌曲信息，在mp3文件的最后128个字节包含了歌曲的基本信息，读取后转换成GBK格式，成功解决了乱码问题。

（2）遇到的问题：在歌词同步的时候，最后一句歌词不能同步
解决办法：歌词获取的判断方法是根据歌曲时间在两句歌词之间来判断的，因为在判断最后一句歌词的时候，后面没有歌词信息了，所以无法同步最后一句歌词，解决办法是加上一个判断语句，判断当前是否是最后一行歌词，如果是，则直接返回最后一句歌词。