畅聊系统

妖狐艹你老母 2022-11-01 05:42 133阅读 0赞

**项目描述**  
采用网络编程技术，结合cs模型，完成一个微型qq群聊功能

**技术特点**

1.  C++ STL
2.  生产者消费者模型
3.  多线程技术，线程的同步与互斥
4.  网络编程
5.  开源jsoncpp库
6.  ncurses库
7.  自定义协议，登录注册认证

**项目原理**  
**1.注册登录**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**2.聊天**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**项目思路**  
**1.服务端与客户端模块**  
**服务端**：创建TCP和UDP套接字，针对每一个TCP连接， 都创建一个线程， 专门为该客户端处理注册和登陆请求， 注册和登陆完毕之后， 服务端关闭连接， 销毁线程；发送消息是UDP连接，共两个线程，一个是生产线程， 负责接收UDP数据， 将UDP数据放到消息池当中，另一个是消费线程， 负责从消息池当中获取消息， 发送到在线用户的客户端。同时服务端也起到串联用户管理模块和消息池的作用。  
**客户端**：同样先创建套接字sock，然后连接服务端，如果是注册状态，发送注册包等待应答，最后返回给上层调用者注册结果；如果是登录状态，发送登录包等待应答，分析应答类型。

**2.登录注册通信协议模块**  
这个模块的本质就是制定网络通信之间的协议，也就是制定规则。这里将注册请求的数据格式分为：昵称、学校、用户的密码；登录的数据格式分为：用户ID、密码；服务端给客户端回复应答的数据格式包括：当前的状态（注册的状态， 登陆状态）和返回用户ID, 类似与注册完毕之后返回的"QQ"号。  
系统把数据当成一堆数据，我们要怎样分辨各是什么类的消息呢，这里就要用到序列化和反序列化。序列化接口, 就是将对象转化成为二进制的过程，反序列化接口, 就是将二进制转化成为对象的过程，这里引入json库，只要调用这个库的函数就能轻易完成序列化和反序列化的任务。

**3.消息池模块**  
这个模块起到临时资源的作用，操作系统并不是直接将数据发送到网络里，也不是直接从网络里读取数据，而是先将数据放进一个临时资源里，再由操作系统操作，这样操作系统就不用一次又一次的建立连接。消息池当中使用vector来保存消息,vector这个容器并不是线程安全的，为了保证线程安全采用的机制是：互斥锁+条件变量。

**4.用户管理模块**  
管理用户的注册与登录，维护在线列表。使用key-value 结构体来保存用户的信息，key : 用户id，value : 用来代表单个用户的信息。

**5.工具模块**  
定义时间戳，日志等级和信息等。

**6.窗口模块**  
这里使用一种ncurses库，进行分屏终端的任务。要把界面想象成一个坐标系，每个像素点都已一个点，这样就能根据计算来设计界面的样式了。其中需要区分不用的线程, 让不同的线程去绘制不同的窗口。大致示意图如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW9fbGVpbGVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

**项目心得**  
畅聊系统项目难易程度适中，后期可以继续扩展如下功能：  
1.登出功能。客户端和服务端约定好登出服务包格式，服务端在解析数据包之后，将用户状态设置成失败，并在用户列表中删除。客户端也应该更新用户列表，需要服务端广播给其它用户，然后自己更新。  
2.可以将用户信息保存到数据库mysql中，这样服务端即使重启，也不会丢失之前的数据。

**项目源码存放在github中，github地址：**  
[项目源码][Link 1]

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[Link 1]: https://github.com/bit-zll/project/tree/master/udpchat-project