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一、前言
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都2022年了,大家和心中的那个他👦(她👧)是怎么保持联系的呢?我想绝大部分人都是通过手机的聊天软件进行聊天或者打语音、视频电话来保持联系。
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那么网络聊天离我们这么近,我们发送的信息怎么通过网络传输到他👦(她👧)的手机上呢?本文将通过一个在线聊天的小案例来详细介绍网络聊天的实现过程,带你了解网络信息传递的奥秘!!!
👀下面是博主实现的效果
✅虽然还不是很完善,但是基本网络聊天业务是可以做到了!
- 开发环境
🔎windows + linux
- 开发软件
🔎Visual Studio 2019 + linux_Qt 5.9.8
话不多说!下面跟着博主一起来实现👇
二、聊天协议
网络传输都是有一个协议的,像TCP、UDP协议都是网络通信常用的通信协议,那么可不可以自己定义一个聊天协议,来进行网络通信(聊天)呢?
所以在聊天前我们先定义一个聊天协议。
1、自定义聊天协议
- 假设我们的聊天协议是如下一系列结构体
#ifndef PROTOCOL_H#define PROTOCOL_H#define LOGIN 1#define CHAT 2typedef struct head_t{ int businessType; //业务类型 int businessLength; //业务长度}HEAD_T;//聊天信息typedef struct chatMsg_t{ char sengName[20]; //发送者 char receiveName[20]; //接收者 char message[100]; //发送的信息}CHATMSG_T;//用户信息typedef struct userinfo_t{ char user_name[20]; char user_pwd[20];}USERINFO_T;typedef struct feedback_t{ int businessType; //业务类型 int businessLength; //业务长度 int flag; //业务成功与否的状态}FEEDBACK_T;#endif // PROTOCOL_H
- 业务类型有两种(即登录和聊天)
- 业务长度是请求体的大小如sizeof(CHATMSG_T)以及sizeof(USERINFO_T)
- 业务成功的标志假设1为成功,-1为失败
三、登录、聊天业务
1、登录业务
- 要聊天首先需要登录APP,登录的流程如下图所示
- 在服务器定义一个map
容器 🌿一旦客户端账号密码正确,就将用户名和用户连接服务器时的文件描述符存入map容器中,用于双方聊天时在服务器能够找到那个他👦(她👧),并将信息转发给那个他👦(她👧)。
🌿假设账号密码正确,服务器则将登录成功的标志通过反馈包发回给客户端。此时客户端收到登录成功的反馈包,则进行界面跳转进入聊天界面。
1)客户端登录核心代码
- 博主的客户端是在linux下使用Qt进行ui设计
🍒合并协议(请求头+请求体)
//定义请求头 请求头包含业务类型+用户信息结构体大小this->protocolHead.businessType = LOGIN;this->protocolHead.businessLength = sizeof(USERINFO_T);memcpy(buf, &protocolHead, sizeof(HEAD_T));//拷贝请求体 请求体包含用户名+密码memcpy(info.user_name, ui->lineEdit->text().toStdString().c_str(), sizeof(info.user_name));memcpy(info.user_pwd, ui->lineEdit_2->text().toStdString().c_str(), sizeof(info.user_pwd));memcpy(buf + sizeof(HEAD_T), &info, sizeof(USERINFO_T));
🍒发送协议(整个 buf write给服务器)
void writeThread::run(){ if(strlen(this->buf) > 0) { //this->socketFd代表服务器的文件描述符 int res = write(this->socketFd, this->buf, this->size); qDebug()<<"send res = "<buf, 0, sizeof(this->buf)); }}
上面两段代码的含义是将协议头和协议体统一合在一个字符数组buf里,然后将整个buf发给服务器。
🍒客户端读取服务器发来的反馈包
bzero(&back, sizeof(FEEDBACK_T));read(this->socketFd, &back, sizeof(FEEDBACK_T));if(back.businessType == LOGIN)//业务类型为登录{ userdata::loginstate = back.flag; emit sendloginflag(back.flag);//将登录是否成功的标志发送给登录界面}
客户端的设计是将read和write的业务用两条线程来完成,并且read线程是死循环一直读取服务器发来的信息。
因为是登录业务,所以反馈包只包含了反馈头,所以只需要read一次反馈头即可。通过Qt中emit发送信号的形式将登录成功与否的标志发送给登录界面。
2)服务器登录核心代码
int loginstate = 0; //登录状态HEAD_T head = { 0 }; //协议头USERINFO_T user = { 0 }; //协议体char name[20] = { 0 }; //存用户名FEEDBACK_T back = { 0 }; //反馈头//先读请求头 判断是什么业务 fd为客户端连接上服务器时的文件描述符read(fd, &head, sizeof(HEAD_T));if (head.businessType == LOGIN) //登录业务{ int res = read(fd, &user, head.businessLength); //再读请求体 拿到账号和密码if (res == head.businessLength) //如果读到的res和业务长度一致,说明数据没有丢失{ for (int i = 0; i < 6; i++) //遍历用户信息结构体数组{if (strcmp(userInfo[i].user_name, user.user_name) == 0 && strcmp(userInfo[i].user_pwd, user.user_pwd) == 0)//用户名密码正确{back.flag = 1;//账号密码一致 标志为1strcpy(name, user.user_name);onlineMap.insert(make_pair(name, fd));//容器插入数据cout << "在线人数:" << onlineMap.size() << endl;break;}back.flag = -1;} back.businessType = LOGIN; //设置反馈包的业务类型和业务长度back.businessLength = sizeof(USERINFO_T); write(fd, &back, sizeof(FEEDBACK_T)); //将反馈包发给客户端}}
不论聊天业务还是登录业务,客户端发来的协议都是 请求头+请求体,所以服务器先read请求头,判断是登录业务之后再read请求体。
请求体里面包含用户的账号密码,博主服务器没有与数据库对接,为了方便是将所有用户信息存放到一个结构体数组中,通过遍历结构体数组的方式查找登录的用户是否存在。
然后将查找的结果通过反馈包的形式write给客户端。
3)登录效果展示
- 全部用户信息如下
USERINFO_T userInfo[6] = { {"1001","123456" },{"1002", "123456" } ,{"似末", "123456" } ,{"1003", "123456" },{"玛卡巴卡", "123456" } ,{"花开富贵", "123456" } };
- 假设博主的账号为似末,聊天对象账号为玛卡巴卡,来进行两个客户端的登录
- 账号密码输入正确,点击登录按钮,跳转到聊天界面
🙋博主(似末)看到的聊天界面如下
👧聊天对象(玛卡巴卡)看到的聊天界面如下
✅ok,此时双方都已经在线啦!!
登录成功跳转到聊天界面,此时登录业务已经做完了,接下来我们来分析一下核心业务(聊天业务)。
2、聊天业务
- 聊天的流程如下图所示
上面登录业务提到的map容器在聊天业务这边就用到了,因为容器里面存放的是已上线的用户和对应的文件描述符,只要根据客户端发来的请求体来找到接收者并进行消息的转发即可。
🙌注意:服务器发回来的反馈包包含反馈头+反馈体(聊天体),而上面的登录业务服务器只发回反馈头。
- 📝
由此我们可以知道双方聊天并不是直接将信息发送给对方,而是信息先发给服务器,然后服务器进行转发给你要发送的用户。
- 从聊天流程来看服务器又把你发送的信息发回给你,这是为什么呢?
👀看博主的“直男3连问”
- 📝
其实也不难理解,我们发送出去的信息我们自己肯定要看得到,而我们看到的聊天信息都是服务器发来的,所以服务器要把你发的信息再发回给你,即让你确认你的信息已经成功发送出去了。
1)客户端聊天核心代码
- 客户端聊天的核心代码和登录的差不多
🍒合并协议(请求头+请求体)
//定义请求头 请求头包含 业务类型+聊天信息结构体大小this->protocolHead.businessType = CHAT;this->protocolHead.businessLength = sizeof(CHATMSG_T);memcpy(buf, &protocolHead, sizeof(HEAD_T));//拷贝请求体 请求体包含 聊天信息+发送者+接收者memcpy(msg.message, sendmsg.toStdString().c_str(), sizeof(msg.message));memcpy(msg.sengName, userdata::currentUser.toStdString().c_str(), sizeof(msg.sengName));memcpy(msg.receiveName, userdata::receiveUser.toStdString().c_str(), sizeof(msg.receiveName));memcpy(buf + sizeof(HEAD_T), &msg, sizeof(CHATMSG_T));
🍒发送协议(整个 buf write给服务器)
void writeThread::run(){ if(strlen(this->buf) > 0) { //this->socketFd代表服务器的文件描述符 int res = write(this->socketFd, this->buf, this->size); qDebug()<<"send res = "<buf, 0, sizeof(this->buf)); }}
🍒客户端读取服务器发来的反馈包
//receive from severvoid readThread::run(){ while(1) { bzero(&back, sizeof(FEEDBACK_T)); bzero(&chatmsg, sizeof(CHATMSG_T)); read(this->socketFd, &back, sizeof(FEEDBACK_T)); //先读头 if(back.businessType == LOGIN) //登录业务 { userdata::loginstate = back.flag; emit sendloginflag(back.flag); //发送给登录界面 } else if(back.businessType == CHAT) //聊天业务 { read(this->socketFd, &chatmsg, back.businessLength); //再读体 //将发送者和聊天内容拼接起来 并发送给聊天界面 QString msg = QString("%1.%2").arg(chatmsg.sengName).arg(chatmsg.message); emit receivemsg(msg); } }}
因为是聊天业务,反馈包包含反馈头+反馈体(聊天信息),所以需要read两次,第一次读头,第二次读体。通过Qt中emit发送信号的形式将发送者和聊天内容发送给聊天界面。
2)服务器聊天核心代码
HEAD_T head = { 0 }; //协议头CHATMSG_T buf = { 0 }; //协议体map::iterator it;//迭代器FEEDBACK_T back = { 0 }; //反馈头//先读请求头 判断是什么业务 fd为客户端连接上服务器时的文件描述符read(fd, &head, sizeof(HEAD_T));if(head.businessType == CHAT) //聊天业务{//cout << "开始聊天" << endl;if (onlineMap.size() > 1) //在线人数大于1{read(fd, &buf, sizeof(CHATMSG_T)); //再读请求体 //设置反馈头back.flag = 1;back.businessType = CHAT;back.businessLength = sizeof(CHATMSG_T); //将反馈头和反馈体合起来char backbuf[sizeof(FEEDBACK_T) + sizeof(CHATMSG_T)] = { 0 };memcpy(backbuf, &back, sizeof(FEEDBACK_T));memcpy(backbuf + sizeof(FEEDBACK_T), &buf, sizeof(CHATMSG_T));write(fd, &backbuf, sizeof(backbuf));//发给发送者int sendFd = 0;for (it = onlineMap.begin(); it != onlineMap.end(); it++)//寻找需发送的对象的文件描述符{if (strcmp(buf.receiveName, (*it).first) == 0){sendFd = (*it).second;write(sendFd, &backbuf, sizeof(backbuf));//发给接收者cout << "收到用户 " << buf.sengName << " 发来的消息,并转发给用户 " << buf.receiveName << endl;break;}}}}
不论聊天业务还是登录业务,客户端发来的协议都是 请求头+请求体,所以服务器先read请求头,判断是聊天业务之后再read请求体。
请求体里面包含(发送者、接收者、聊天内容),使用迭代器通过遍历map容器的方式查找在线的接收者。
然后合并反馈头+聊天体,发给发送者,再发给接收者。
3)聊天效果展示
- 当👧聊天对象(玛卡巴卡)发一条信息给🙋博主(似末)
- 🙋博主(似末)低情商回复
- 🙋博主(似末)高情商这样回复
- 🙋博主(似末)后续
原来阻断我和她的聊天是红色感叹号啊!!!
✅到这里我们的所有业务都做完啦!!大家对网络聊天是不是更加了解了呢!
- 下面附服务器全部代码
四、服务器全部代码
#include #include #include #include #include #include #include #include #include
🙌注意:#include "protocol.h" 这个头文件为文章开头的自定义聊天协议
😘The end ……🔚
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来源地址:https://blog.csdn.net/wmcy123/article/details/124114234