项目---基于TCP的高并发聊天系统

目录

服务端

 服务端视角下的流程图

一、数据库管理模块

1.1 数据库表的创建

1.2 .对于数据库的操作

1.2.1首先得连接数据库

1.2.2执行数据库语句

 1.2.3 返回数据库中存放的所有用户的信息

 1.2.4返回数据库中存放的所有用户的好友信息

 二、用户管理模块

2.1、UserInfo类：描述单个用户的信息

 2.2UserMana类：组织用户的信息

2.2.1初始化

 剩下的就是各类业务的接口

三、自定义消息格式

3.1了解Json对象

 3.2、Json序列化和反序列化

3.3、模拟注册请求和发送请求

四、网络通信模块&业务模块

4.1、InitChatSvr函数

4.2 StartChatSvr函数

客户端

客户端视角下的流程图

1、注册

2、登录

3、发送消息

4、添加好友

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服务端

 服务端视角下的流程图

一、数据库管理模块

数据库模块是项目的最底层，主要就是负责与数据库进行打交道，

具体功能有：连接数据库、将用户信息存入数据库中、从数据库中获取信息、操作数据库中的表

1.1 数据库表的创建

这里创建了两张表：user，friendinfo。分别用来存放用户信息，用户好友信息。

1.2 .对于数据库的操作

1.2.1首先得连接数据库

1.2.2执行数据库语句

 1.2.3 返回数据库中存放的所有用户的信息

用户管理模块刚初始化的时候就需要一个工作：从数据库当中获取所有用户的信息，还有每个用户的好友信息

 1.2.4返回数据库中存放的所有用户的好友信息

 二、用户管理模块

数据库模块是整个项目的最低层，而用户管理模块是倒数第二层，是建立在数据库模块之上的

2.1、UserInfo类：描述单个用户的信息

 2.2UserMana类：组织用户的信息

2.2.1初始化

用户管理模块刚初始化的时候就需要一个工作：从数据库当中获取所有用户的信息，还有每个用户的好友信息，并将这些信息放于user_map当中去，方便后续的查询

 剩下的就是各类业务的接口

三、自定义消息格式

3.1了解Json对象

只有当服务端和客户端发送的消息格式统一的时候，才能正常的进行通信，就像网络当中的各种协议一样，只有双方都遵守的时候，才能正常的进行数据交换。

我们这里采用的是Json数据格式

Json就是一个key  ：value的东西，他可以包含多动类型

简单介绍：

json 数据类型：对象，数组，字符串，数字

对象：使⽤花括号 {} 括起来的表⽰⼀个对象。

示例：

{

        " 姓名" : " ⼩张 " ,

        " 年龄" : 20,

         "成绩 " : [ 99 , 89 , 66 ]

}

这就是一个Json对象，Json还支持嵌套，可以有无数种格式

数组：使⽤中括号 [] 括起来的表⽰⼀个数组。

这个就是一个数组的形式，一个元素的类型就是一个Json对象

[

        {

                " 姓名" : " ⼩张 " ,

                " 年龄" : 20,

"成绩 " : [ 99 , 89 , 66 ]

        },

        {

                " 姓名" : " ⼩王 " ,

                " 年龄" : 22,

"成绩 " : [ 77 , 88 , 66 ]

        },

]

字符串：使⽤常规双引号 "" 括起来的表⽰⼀个字符串

数字：包括整形和浮点型，直接使⽤

jsoncpp库，已经帮助我们封装了json对象，数组，以及序列化和反序列化的接口，我们在这里只需要会用就行了。

我们来测试一下：

 能够看到，json对象用起来是非常方便的。

 我们再来测试看一下Json的NB之处：

 我们来运行一下看能打印出什么：

 3.2、Json序列化和反序列化

为什么需要序列化呢？

在tcpsocket编程的时候，我们学习过，内存不连续的结构体是不能直接用send发送的，需要使用序列化，将内存组合起来，放到一块连续的内存当中去，然后再发送。反序列化就是反过来，具体可以去看我之前写的博客：网络基础2--HTTP协议详解_Flying clouds的博客-CSDN博客

序列化：

 反序列化：

3.3、模拟注册请求和发送请求

注册请求：

 注册响应：

四、网络通信模块&业务模块

1、该模块负责TCP的socket编程，来负责网络通信。用epoll来监控多个文件描述符，从而实现具有高并发的基础

2、该模块还负责处理各种业务如：注册、登录、添加好友、聊天的具体实现

4.1、InitChatSvr函数

这个函数的作用是初始化资源，获取到需要的所有资源，比如用户管理模块的实例化指针、发送队列和接收队列、提供TCP服务的实例化指针、epoll操作句柄。

 bool InitChatSvr(int wtc = 4){/* 1. 初始化用户管理类的指针 */um_ = UserMana::GetInstance();if(um_ == NULL){std::cout << "初始化用户管理失败了， 请检查..." << std::endl;return false;}/* 2. 初始化队列资源 */recv_que_ = new MsgPool<ChatMsg>();if(recv_que_ == NULL){std::cout << "init MsgPool failed" << std::endl;return false;}send_que_ = new MsgPool<ChatMsg>();if(send_que_ == NULL){std::cout << "init MsgPool failed" << std::endl;return false;}work_thread_count_ = wtc;/* 3. 初始化tcp通信的内容 */sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if(sockfd_ < 0){perror("socket");return false;}int opt = 1;// sockfd为需要端口复用的套接字setsockopt(sockfd_, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const void *)&opt, sizeof(opt));struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port_);addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");int ret = bind(sockfd_, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));if(ret < 0){perror("bind");return false;}ret = listen(sockfd_, 10);if(ret < 0){perror("listen");return false;}/* 4. 初始化epoll */ep_fd_ = epoll_create(5);if(ep_fd_ < 0){perror("epoll_create");return false;}return true;}

4.2 StartChatSvr函数

这个函数相当于是开始工作的函数，调用这个函数之后，主线程就会 启动接收线程、发送线程、工作线程。

启动完别的线程之后，我们给主线程也找了一个活干：一直在accept，并将接收到的新连接套接字放到epoll当中去，让epoll帮我们去监控这些个文件描述符的状态

bool StartChatSvr(){/* 1. 启动接收线程 */pthread_t tid;int ret = pthread_create(&tid, NULL, RecvStart, (void*)this);if(ret < 0){std::cout << "create thread failed\n";return false;}/* 2. 启动发送线程 */ret = pthread_create(&tid, NULL, SendStart, (void*)this);if(ret < 0){std::cout << "create thread failed\n";return false;}/* 3. 启动工作线程 */for(int i = 0; i < work_thread_count_; i++){ret = pthread_create(&tid, NULL, WorkerStart, (void*)this);if(ret < 0){std::cout << "create thread failed\n";return false;}}/* 4. 主线程accept *//* 5. 将新连接套接字放到epoll当中 */while(1){int new_sockfd = accept(sockfd_, NULL, NULL);if(new_sockfd < 0){continue;}/* 添加到epoll */struct epoll_event ee;ee.events = EPOLLIN;ee.data.fd = new_sockfd;epoll_ctl(ep_fd_, EPOLL_CTL_ADD, new_sockfd, &ee);}

客户端

客户端视角下的流程图

 

客户端我们这里选取了MFC框架来进行，我们这里只是用到了MFC最基本的使用方法，想要熟练掌握MFC的同学可以去看b站上面的视频，上面的讲解是非常清晰的，我们这里只是简单来用。

我们在客户端主要是实现了四个基本的业务：注册，登录，添加好友，给好友发送消息

我们先来看看四个窗口：

 

1、注册

我们首先要插入一个Dialog，然后去对其进行操作，具体做法就是：插入一个Dialog，然后点击这个Dialog，我们就能看到一个窗口，然后再对窗口添加button。。。啥的各种内容。

在窗口当中对 ： 姓名、学校、电话、密码添加变量，用来保存之后输入的值。

我们右键去对其添加变量、控件什么的，双击就是会给我们自动生成代码。

我们这个注册窗口是需要点击提交之后，成功的话就直接跳转到登录的界面，我们这里选择的是双击提交，生成代码，然后在这个函数里面实现我们想要的功能

void CRegisterdlg::OnBnClickedCommit()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码/*1.获取输入框的内容*/UpdateData(true);if (m_nickname_.IsEmpty()||m_school_.IsEmpty()||m_tel_.IsEmpty()||m_passwd_.IsEmpty()) {MessageBox(TEXT("请输入完整的注册内容！"));return;}std::string nickname = CT2A(m_nickname_.GetString());std::string school = CT2A(m_school_.GetString());std::string telnum = CT2A(m_tel_.GetString());std::string passwd = CT2A(m_passwd_.GetString());/*2.组织ChatMSg数据*/ChatMsg cm;cm.msg_type_ = Register;cm.json_msg_["nickname"] = nickname.c_str();cm.json_msg_["school"] = school.c_str();cm.json_msg_["telnum"] = telnum.c_str();cm.json_msg_["passwd"] = passwd.c_str();/*3.获取TCP实例化指针*/TcpSvr* ts = TcpSvr::GetInstance();/*4.发送消息*/std::string msg;cm.GetMsg(&msg);ts->Send(msg);/*5.获取消息队列的实例化指针*/MsgQueue* mq = MsgQueue::GetInstance();if (mq == NULL) {exit(1);}/*6.按照消息类型获取注册应答*/msg.clear();mq->Pop(Register_Resp,&msg);/*7.解析应答，判断应答结果注册成功 ==》跳转到登 录界面注册失败 ==》情空注册框，提示失败了（电话号码重复了）*/cm.clear();cm.PraseMsg(-1,msg);if (cm.reply_status_ == REGISTER_FAILED) {MessageBox(TEXT("电话号码重复了，请检查输入。。。"));}else {MessageBox(TEXT("注册成功！"));}}

2、登录

登录的时候，需要做到是点击登录按钮之后能够跳转到我们的聊天界面，需要注意的是，在跳转到聊天界面之前，我们需要提前吧聊天界面的内容给加载好，这样一条转到界面我们就能进行操作的，跳转界面我们已经知道了是调用domodel，用模态的方式打开界面，但是怎么加载数据呢？

我们这里可以找到方法：在调用domodel函数的时候，会调用一个函数，这个函数是重写父类的虚函数

BOOL CChatDlg::OnInitDialog()

在这个函数里面，我们可以能够实现获取聊天界面内容的功能，我们要获取的内容就两个：好友列表和好友的消息记录。

知道了这些之后，我就只剩下开工了：

如何展示：

 保存好友信息到本地

因为好友信息是动态变化的，我们如果只是在获取好友信息的时候就在列表当中展示一次的话，那么当添加好友或者删除好友的时候，我们只能获取到新的好友信息，原来的好友信息就不知道从哪里再去获取了，方便起见，我们就直接保存在客户端，用vector来进行保存。

3、发送消息

我们想要发送消息，第一步肯定是要知道消息到底要发送给谁，就像微信一样，我们在好友列表当中点击谁，就代表要给哪个好友发送消息了，我们为了能实现这个功能：需要做到的就是能够时刻识别出来我们点击了好友列表，并且要知道到底点击了谁。

这个功能我们用一个MFC的函数来实现 ： GetText，这个函数能够知道我们点击了哪个好友

/*当用户点击了 frilist，1. 要及时的更新 recv_userid2. 更新对话框*//* 1. 获取点击的内容 */CString str;m_frilist_.GetText(m_frilist_.GetCurSel(), str);/* 2. 根据点击的内容进行比对*//* 3. 更新 recv_userid_ */int i = 0;for (; i < fris_info_.size(); i++) {// eg: zs-bite    zs-bite:10// zs lsstd::string tmp = CT2A(str.GetString());if (strstr((tmp.c_str()), fris_info_[i].nickname_.c_str()) != NULL) {recv_userid_ = fris_info_[i].user_id_;break;}}

当我们切换了好友之后，我们也要同步更新聊天框的内容

我们这里的做法也很简单粗暴：将现在所有的消息全部清空，然后再将当前好友的历史记录依次展示上去

/* 4. 刷新聊天界面 */for (int i = m_output_.GetCount(); i >= 0; i--) {m_output_.DeleteString(i);}std::vector<std::string> h_m = fris_info_[i].history_msg_;for (int i = 0; i < h_m.size(); i++) {m_output_.InsertString(m_output_.GetCount(), h_m[i].c_str());}fris_info_[i].unread_msg_ = 0;/* 5. 清空输入框 */m_input_.Empty();m_input_edit_.SetWindowTextA(0);/* 6. 刷新UserList */ReferFriList();

4、添加好友

我们想要做到的是输入一个好友的电话号码，然后给服务端发送一个添加好友的请求，在服务端这里进行判断，如果有这个电话号码是一个注册用户的话，我们就给这个用户推送一个添加好友的请求，如果不是的话服务端就忽略这条消息。

当用户收到添加好友请求的时候，可以选择同意或者拒绝，如果拒绝，就当作无事发生就行；如果点击了同意，就需要给服务端回一个同意添加好友的请求，然后服务端进行处理，将两个人的关系设置为好友，并再次给客户端推送应答，让客户端的好友列表进行更新，将新添加的好友展示上去。

UpdateData(true);if (m_fritel.IsEmpty()) {MessageBox(TEXT("输入内容不能为空..."));return;}std::string input = CT2A(m_fritel.GetString());ChatMsg cm;cm.msg_type_ = AddFriend;cm.user_id_ = userid_;cm.json_msg_["fri_telnum"] = input.c_str();/* 3. 获取TCP的实例化指针 */TcpSvr* ts = TcpSvr::GetInstance();/* 4. 发送消息 */std::string msg;cm.GetMsg(&msg);ts->Send(msg);CDialog::OnCancel();