多人畅聊系统

背景：

       如今，随着互联网时代的崛起，通信成为了我们生活中不可或缺的一部分，社交软件的层出不穷，功能也非常的繁多，作为一个技术菜鸟，想了解其背后所实现的技术实现，所以自己就模拟一个小的群聊系统。

技术特点：

1.  利用socket网络编程技术，实现客户端和服务器模型。
2.  利用多线程技术，通过信号量控制线程的同步与互斥。
3.  服务器端利用生产者与消费者模型对数据进行收发。  
4.  利用开源jsoncpp和ncurses库。
5.  模拟HTTP协议自定义协议，进行注册、登录、退出操作。
6.  注册、登录、退出用的是TCP协议，而聊天用的是UDP协议。
7.  C++中STL的string、vector、unordered_map、unordered_set的使用。

项目模型：

.
├── ChatClient
├── ChatClient.cpp  //客户端
├── ChatClient.hpp  //客户端
├── ChatServer
├── ChatServer.cpp  //服务器
├── ChatServer.hpp  //服务器
├── DataPool.hpp    //数据池，数据中转站
├── log.hpp         //错误日志信息打印
├── Makefile    
├── Message.hpp     //所对应的消息类
├── ProtocolUtil.hpp//封装的外部使用的接口
├── run.sh          
├── tags 
├── UserManager.hpp //服务器用户列表和在线用户列表的维护
└── Window.hpp      //ncurses库所绘制的窗口

原理及实现：

1. 注册与登录

       用户进行注册、登陆、和退出时，为了保证信息传输的可靠性，这里用到了TCP协议，并且进行短链接（用的时候链接，不用的时候立即断开）形式，这样可以减少服务器的开销。避免大量链接挂在服务器上，导致服务器瘫痪。

       当用户进行注册、登陆和退出操作时，这个模拟实现了一个HTTP请求格式，如下代码所示。

 class Request{public:string method;//状态行---注册、登陆、退出string content_length;//正文长度string blank;//空行string text;//正文public:Request():blank("\n"){}~Request(){}};

        这是一个注册和登录界面，为了方便用户使用，我们将为用户定制不同的用户ID从10000开始，所以当用户注册成功后将返回一个ID值，在以后登录时只需输入ID和密码即可。

       当用户进行注册、登陆、退出时，对用户实例化出来一个Request对象，将对象进行序列化发送给服务器端。

       注册：服务器端接收到注册报文时，服务器会将用户信息插入到服务器用unordered_map（之所以用到unordered_map这个容器，是因为其结构是key，value结构以及底层实现是哈希，这里的key就是我们所对应的用户ID，方便查找，而且效率高）所维护的一张所有用户列表中，当然插入前会对这个表进行对比要是出现信息相同的两个用户，将返回注册失败给用户，否则注册成功返回一个ID。

       登陆：服务器端接受到登陆报文时，服务器端首先会将ID和密码进行比对，如果正确将用户插入到服务器用unordered_set（unordered_set和上述unordered_map的优点相同，但unordered_set不同的是会对容器里面所存储的信息进行去重）所维护的在线用户列表中，如果失败将返回错误信息。

2.聊天

      当用户进行聊天时，为了避免大量链接挂在服务器上，所以聊天时用的是UDP协议，UDP协议的优点就是不用建立链接，而且面向数据包，不会出现数据粘包的问题，但UDP也有自己的缺点，就是容易丢包，但是从两者的利弊来看，显然这里使用UDP最合适不过了。

     当用户登陆成功后，会跳入我们用ncurses库所绘制的聊天界面中，第一个窗口所表示的是一个欢迎条目，第二个窗口是信息输出窗口，第三个窗口是用户所维护的在线列表窗口，而下面最后一个窗口是输入窗口。

    此时就可以进行消息发送了，当用户发送一条消息时，会实例化出一个Message类，类中就是我们的用户ID、姓名、学校、和正文，对类所实例化出来的对象进行序列化操作，完了发给服务器端，服务器是创建出两个线程，一个往数据池里发数据，一个从数据池中取数据，服务器端将收到的消息发送到数据池中，然后在从数据池中将消息取出来转发给所有在线用户列表的人，当用户收到报文时，对这条报文进行反序列化，先检测这条信息的用户是否在自己客户端用vector<string,string>所维护的在线用户列表中，如果不在将用户添加到自己所维护的在线用户列表中，然后将信息打印到自己的输出屏幕中。

3.退出

   当用户聊天结束后，只需要按下Ctrl+c即可退出，此时后台将捕捉到一个SIGINT的信号，然后和服务器端建立TCP短连接，发送一个退出请求报文，服务器将此用户从在线用户列表中移除，当请求成功后，在向服务器端发送一条退出消息，服务器接收到后广播给所有在线用户，然后在线用户将此用户在自己的在线列表中删除。

总结

     目前我所写的这个畅聊系统还是不够好的，也存在许多问题，随着日后学习积累经验，在对其进行添加和修改吧。

项目源代码：https://github.com/mayichaodexiaojinku/Linux_Space/tree/master/Chatroom