300行代码用go搞定聊天室

偏执的太偏执、 2023-01-17 07:54 219阅读 0赞

## 前言 ##

学过Java的同学在学习socket编程章节的时候，应该都有使用socket编码实现聊天室的经历，在我看了go的socket的编程的基础知识之后，回想着Java的聊天室的经历，同时看到网上有go语言实现的聊天室的资料，看着设计的功能，于是自己编码实现，里面加入了一些的自己的个人喜好。同学们看着代码，可以自行修改功能，仅作娱乐。

## 核心技术 ##

1.  需要对go语言对管道有比较熟练的操作与认识
2.  需要对协程知识了解
3.  需要了解socket编程
4.  了解网页爬虫（可选）
5.  需要了解正则表达式对使用
6.  需要了解锁机制
7.  了解io （可选）  
    注：可选部分如果你也了解，可以丰富所要使用的数据，对于主题功能影响不大

## 功能介绍 ##

1.  用户列表功能  
    用户上线之后，输入`users`命令，则会提示当前在线的用户列表，其中管理员为红色字体，用户自己则是红色背景白色字体  
    ![image.png][]
2.  艾特某人功能  
    格式为`@用户名+空格+消息体`，例如用户输入`@王语嫣 神仙姐姐`表示`@王语嫣`这个用户，并且朝她发送了**神仙姐姐**的消息，这个消息所有在线用户都会看到，  
    ![image.png][image.png 1]
3.  用户上线提醒  
    ![image.png][image.png 2]
4.  私信用户功能  
    与艾特某人不同，私信某人的消息只能被被私信的人看到，命令格式为格式为`@@用户名+空格+消息体`  
    ![image.png][image.png 3]
5.  用户下线提醒  
    ![image.png][image.png 4]
6.  群发颜色变化  
    ![image.png][image.png 5]
7.  管理员踢出用户功能  
    实现策略是给每个用户分配一个阻塞通道，每当这个用户接收到被踢出的信号后，则朝这个用户的阻塞通道中写入数据，则监听这个通道的协程则会进行倒计时，然后关闭这个通道，从而实现用户被迫下线的效果  
    核心代码

var isKill = make(chan bool)
    	//每个用户对应一个协程，处理每个用户的状态，此处主要用来监控用户的活跃状态
    	go func() {
        
    		for {
        
    			select {
        
    			//如果能取到值，那么计时器应该重新计时，此时，走不到上面的倒计时，计时器的管道一直处于阻塞状态
    			case <-isKill:
    				<-time.After(5 * time.Second)
    				//只要能取出时间，就关闭链接
    				err := conn.Close()
    				if err != nil {
        
    					return
    				}
    				return

命令格式为`tt用户名tt`,例如`tt段誉tt`表示将段誉踢出聊天室  
![image.png][image.png 6]  
8. 被踢出倒计时与进度条的功能  
之前写过一篇用来显示读取文章的进度条的功能，利用的思路是，写出的消息不换行，后面写入的消息会覆盖掉前面一行的内容，因此可以采用字符串不断拼接的策略，但是此处想要实现的功能是倒计时，如果还采用之前的思路，那么第一次写出的数据会把后面写出的覆盖，因为第一次输出的数据是最多的，因此需要换个思路，此处的思路是将后面的数据不断的倒数着进行变换，造成一种数据在不断后退的错觉，而实际上是每次输出的数据量是相同的，只不过每次输出的数据的末尾不通而已  
效果见上图  
核心代码

//此处设置类似进度条的功能，只不过此处的目的是想让进度条有中倒退的感觉
    				str := "##################################################"
    				for i := 50; i >= 0; i-- {
        
    					runes := []rune(str)
    					temp := string(runes[:i])
    					for j := 0; j < 50-i; j++ {
        
    						temp += "<"
    					}
    					_, _ = conn.Write([]byte(temp + "\r"))
    					time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    				}

1.  超时未发言自动被清理下线功能  
    此处大量采用了go语言中的管道知识，策略是为每个用户分配一个是否活跃的阻塞管道，每当当前用户发言，则向管道内写入一个数据，那么从管道中取出数据的代码将会解除阻塞，此时，倒计时的代码则没有机会执行，如果执行了，那么在没有倒计时结束时，每当用户发言后，计时器将会被重置。  
    核心代码

var isActive = make(chan bool)
    	//是否有被踢出信号
    	var isKill = make(chan bool)
    	//每个用户对应一个协程，处理每个用户的状态，此处主要用来监控用户的活跃状态
    	go func() {
        
    		for {
        
    			select {
        
    			case <-time.After(IdleTime):
    				err := conn.Close()
    				if err != nil {
        
    					return
    				}
    				return
    			case <-isActive:
    			//如果能取到值，那么计时器应该重新计时，此时，走不到上面的倒计时，计时器的管道一直处于阻塞状态
    			case <-isKill:
    				<-time.After(5 * time.Second)
    				//只要能取出时间，就关闭链接
    				err := conn.Close()
    				if err != nil {
        
    					return
    				}
    				return
    			}
    		}
    	}()

//如果发出的信号是踢出信号，则判断这个用户是否是管理员
    				//再来判断被踢出的用户是否还存在，如果存在则执行踢出操作
    				//假设被踢出的用户是xxx，需要通知用户你即将被踢出下线
    				if len(usersSlice) > 0 && user.Name == usersSlice[0] {
        
    					member := getMember(msg)
    					if member != "" {
        
    						flag := false
    						for _, s := range usersSlice {
        
    							if member == s {
        
    								flag = true
    								break
    							}
    						}
    						if flag {
        
    							//向全局管道发送消息
    							globalMsgChannel <- fmt.Sprintf("%s将被踢出聊天室", member)
    							continue
    						}
    					}
    				}

![image.png][image.png 7]  
10. 用户上线后随机给予默认用户名  
我从网上采集了 `《三国演义》`、`《红楼梦》`、`歌曲名`、`中国所有地级市城市名`、`《奥特曼大全》`、`qq网名`几种类型的昵称，每次服务器启动后，会随机从这些种类里面选取一种来作为当前聊天室的默认用户名库存。每当有用户上线，则会随机分配一个。并且保证不会重复  
核心代码

//将所有的网名写入到map中
    func init() {
        
    	path := "/Users/java0904/goProject/chathouse/json"
    	dir, err := ioutil.ReadDir(path)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	rand.Seed(time.Now().Unix())
    	info := dir[rand.Intn(len(dir))]
    	file, err := os.Open(path + "/" + info.Name())
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	defer file.Close()
    	all, err := ioutil.ReadAll(file)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	var names []string
    	err = json.Unmarshal(all, &names)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	for _, name := range names {
        
    		nicknameMap[name] = name
    	}
    }
    package main
    
    import (
    	"bufio"
    	"encoding/json"
    	"fmt"
    	"io"
    	"io/ioutil"
    	"os"
    	"strings"
    )
    
    func main() {
        
    	var nameSlice []string
    	open, err := os.Open("/Users/java0904/goProject/chathouse/nickname/hongloumeng.txt")
    	if err != nil {
        
    		fmt.Println(err)
    	}
    	defer open.Close()
    	reader := bufio.NewReader(open)
    	for {
        
    		line, _, err := reader.ReadLine()
    		if err != nil || err == io.EOF {
        
    			break
    		}
    		str := string(line)
    		str = strings.TrimSpace(str)
    
    		//把冒号前面的数据全部去除
    		if str == "" {
        
    			continue
    		}
    		str = strings.TrimRight(str, "、")
    		split := strings.Split(str, "：")
    		fmt.Println(split[0])
    		fmt.Println(split[1])
    		str = split[1]
    		fmt.Println(string(line))
    		split1 := strings.Split(str, "、")
    		nameSlice = append(nameSlice, split1...)
    	}
    
    	marshal, _ := json.Marshal(nameSlice)
    	fmt.Println(string(marshal))
    	//file, _ := os.Open("/Users/java0904/goProject/chathouse/nickname/city.txt")
    	err = ioutil.WriteFile("/Users/java0904/goProject/chathouse/nickname/hongloumeng.json", marshal, 0666)
    	if err != nil {
        
    		return
    	}
    
    }

1.  管理员功能  
    每次第一个上线的用户会被系统默认设置为管理员，如果第一个当前管理员下线了，那么会选取第二个用户为管理员，以此类推
2.  支持用户自定义更改昵称  
    命令格式为格式为`rename[新的昵称]`，如图：  
    ![image.png][image.png 8]

### 全部代码 ###

package main
    
    import (
    	"encoding/json"
    	"fmt"
    	"io/ioutil"
    	"math/rand"
    	"net"
    	"os"
    	"regexp"
    	"strings"
    	"sync"
    	"time"
    )
    
    // IdleTime 允许用户休眠的时间，即过了这个时间如果一直未发言，则认为要主动踢出这个用户
    var IdleTime = 120 * time.Second
    
    //设置踢出用户组的锁，针对map操作
    var mapLock sync.RWMutex
    
    //当前服务器启动时允许的默认用户名
    var nicknameMap = make(map[string]string)
    
    //此处定义各种输出的颜色效果
    var (
    	greenBg      = string([]byte{
        27, 91, 57, 55, 59, 52, 50, 109})
    	whiteBg      = string([]byte{
        27, 91, 57, 48, 59, 52, 55, 109})
    	yellowBg     = string([]byte{
        27, 91, 57, 48, 59, 52, 51, 109})
    	redBg        = string([]byte{
        27, 91, 57, 55, 59, 52, 49, 109})
    	blueBg       = string([]byte{
        27, 91, 57, 55, 59, 52, 52, 109})
    	magentaBg    = string([]byte{
        27, 91, 57, 55, 59, 52, 53, 109})
    	cyanBg       = string([]byte{
        27, 91, 57, 55, 59, 52, 54, 109})
    	green        = string([]byte{
        27, 91, 51, 50, 109})
    	white        = string([]byte{
        27, 91, 51, 55, 109})
    	yellow       = string([]byte{
        27, 91, 51, 51, 109})
    	red          = string([]byte{
        27, 91, 51, 49, 109})
    	blue         = string([]byte{
        27, 91, 51, 52, 109})
    	magenta      = string([]byte{
        27, 91, 51, 53, 109})
    	cyan         = string([]byte{
        27, 91, 51, 54, 109})
    	reset        = string([]byte{
        27, 91, 48, 109})
    	disableColor = false
    )
    
    // User 用户结构体
    type User struct {
        
    	id string
    	//用户的姓名
    	Name string
    	//用户的消息管道，此管道用来接受服务器发来的消息
    	MsgChannel chan string
    }
    
    //用来存放当前在线所有的用户
    var usersMap = make(map[string]*User)
    
    //定义一个全局的管道，用来存放用户发送的消息
    var globalMsgChannel = make(chan string, 4)
    
    //存放所有用户的切片，动态监控用户动态
    var usersSlice []string
    
    //这个协程主要用来监视切片里面还有几个成员，已经下线的用户，则从切片中删除，删除之后，重新合并切片，每次都是在首的用户是管理员
    func electAdmin() {
        
    	for {
        
    		//遍历这个数组
    		for i, u := range usersSlice {
        
    			flag := false
    			//遍历所有真实存在的用户
    			for _, umap := range usersMap {
        
    				//此时表示这个用户还真实存在
    				if u == umap.Name {
        
    					flag = true
    					break
    				}
    			}
    			//如果这个用户不存在，那么把这个用户踢出，然后进入下轮循环
    			if !flag {
        
    				usersSlice = append(usersSlice[:i], usersSlice[i+1:]...)
    			}
    		}
    		time.Sleep(1 * time.Second)
    	}
    }
    
    //广播消息
    func broadcast() {
        
    	for msg := range globalMsgChannel {
        
    		//从全局通道读取到到的数据，广播给每个用户
    		//遍历所有的用户
    		for s := range usersMap {
        
    			user := usersMap[s]
    			channel := user.MsgChannel
    			compile := regexp.MustCompile(`【.+】`)
    			if compile != nil {
        
    				submatch := compile.FindAllStringSubmatch(msg, 1)
    				if len(submatch) == 1 && len(submatch[0]) == 1 {
        
    					username := submatch[0][0]
    					username = strings.TrimLeft(username, "【")
    					username = strings.TrimRight(username, "】")
    					if username == user.Name {
        
    						//此时更改消息标识为是自己发送的内容
    						runes := []rune(msg)
    						var sss []string
    						flag := false
    						for _, r := range runes {
        
    							if string(r) == "】" {
        
    								flag = true
    								continue
    							}
    							if flag {
        
    								sss = append(sss, string(r))
    							}
    						}
    						channel <- yellow + "【" + username + "】我" + reset + strings.Join(sss, "") + "\n"
    						continue
    					}
    				}
    			}
    			channel <- msg + "\n"
    		}
    	}
    }
    func main() {
        
    	//监控人员变化
    	go electAdmin()
    	//启动服务器
    	listen, err := net.Listen("tcp", ":9090")
    	if err != nil {
        
    		fmt.Println("net.Listen error:", err)
    		return
    	}
    	fmt.Println("服务器启动成功")
    	//这个协程，用来遍历收到的用户消息，然后发送给每一个用户
    	go broadcast()
    	for {
        
    		conn, err := listen.Accept()
    		if err != nil {
        
    			fmt.Println("listen.Accept error:", err)
    			break
    		}
    		//每次新建一个链接，都把这个用户放进全局都map中，并且为其分配一个通道，以便后续用来接受消息
    		if conn == nil {
        
    			panic("conn为nil")
    		}
    		userId := conn.RemoteAddr().String()
    		//用户进来后，随机给取一个名字，并且把这个名字从map中删除，以防止网名重复
    		var nameSlice []string
    		for s := range nicknameMap {
        
    			nameSlice = append(nameSlice, s)
    		}
    		if len(nameSlice) == 0 {
        
    			panic("昵称集合为空")
    		}
    		randName := nameSlice[rand.Intn(len(nameSlice))]
    		user := User{
        
    			id:         userId,
    			Name:       randName,
    			MsgChannel: make(chan string, 10),
    		}
    		//此处必须传指针，因为后面有改名字操作
    		usersMap[userId] = &user
    		//用过了这个名字，就删除
    		mapLock.Lock()
    		delete(nicknameMap, randName)
    		mapLock.Unlock()
    		//上线消息写入全局消息管道
    		globalMsgChannel <- fmt.Sprintf("【%s】上线了", randName)
    		//监听每个用户的动态
    		go Handler(conn, &user)
    	}
    }
    
    // Handler 处理每个用户操作
    func Handler(conn net.Conn, user *User) {
        
    	//将所有用户放入切片，切片的第一个用户就是管理员
    	usersSlice = append(usersSlice, user.Name)
    	//如果这个用户1分钟没有发言，则被踢出聊天室
    	var isActive = make(chan bool)
    	//是否有被踢出信号
    	var isKill = make(chan bool)
    	//每个用户对应一个协程，处理每个用户的状态，此处主要用来监控用户的活跃状态
    	go func() {
        
    		for {
        
    			select {
        
    			//如果能取到值，那么计时器应该重新计时，此时，走不到上面的倒计时，计时器的管道一直处于阻塞状态
    			case <-isKill:
    				<-time.After(5 * time.Second)
    				//只要能取出时间，就关闭链接
    				err := conn.Close()
    				if err != nil {
        
    					return
    				}
    				return
    			case <-time.After(IdleTime):
    				err := conn.Close()
    				if err != nil {
        
    					return
    				}
    				return
    			case <-isActive:
    			}
    
    		}
    	}()
    
    	//不断的监听用户发来的数据
    	go func() {
        
    		for {
        
    			buf := make([]byte, 1024)
    			read, err := conn.Read(buf)
    			if err != nil {
        
    				fmt.Println("conn.Read error:", err)
    				//如果读取的数据出现error,也是认为用户主动退出了
    				//if err == io.EOF {
        
    				if err != nil {
        
    					//把这个用户发送的消息放进了全局的通道之中
    					globalMsgChannel <- fmt.Sprintf("【%s】下线了", user.Name)
    					mapLock.Lock()
    					delete(usersMap, user.id)
    					mapLock.Unlock()
    					//用户下线之后，需要把这个昵称回收
    					nicknameMap[user.Name] = user.Name
    				}
    				return
    			}
    			//只要读取到数据，就表示用户还处于活跃状态
    			isActive <- true
    			//这是收到的用户发送的数据,去除最后的回车
    			msg := string(buf[:read-1])
    			if len(msg) == 5 && msg == "users" {
        
    				//用户想查询当前在线的用户
    				var userList []string
    				for _, tempUser := range usersMap {
        
    					if tempUser.Name != user.Name {
        
    						userList = append(userList, tempUser.Name)
    					}
    				}
    				//拼接效果如下
    				//
    				//>管理员
    				//   戏志才
    				//>我
    				//   颜良
    				//>其他用户
    				//   戏志才
    				//   丁廙
    				//   张横
    				userInfo := greenBg + ">管理员   " + reset + "\n " +
    					red + usersSlice[0] + "\n" +
    					greenBg + ">我      " + reset + "\n " +
    					redBg + user.Name + reset +
    					"\n" + greenBg + ">其他用户" + reset + "\n " +
    					strings.Join(userList, "\n ")
    				//将字符串信息，写给自己，那么可以使用conn直接write回给自己，也可以发送到自己的channel中
    				_, err2 := conn.Write([]byte(userInfo + "\n\n"))
    				if err2 != nil {
        
    					fmt.Println("users error", err2)
    					continue
    				}
    				continue
    			} else if strings.HasPrefix(msg, "rename[") && strings.HasSuffix(msg, "]") && len(msg) > 8 {
        
    				//此处认为是改名
    				user.Name = msg[7 : len(msg)-1]
    				//改成名字之后，通知这个用户改名成功
    				_, _ = conn.Write([]byte(  "修改昵称成功\n"))
    				continue
    
    			} else if strings.HasPrefix(msg, "@@") && len(msg) > 4 {
        
    				//此处认为是私信某个用户，只有被私信的用户才能看到这个消息
    				compile, err := regexp.Compile("@@.+\\s")
    				compile2, err2 := regexp.Compile("\\s.+")
    				if err != nil || err2 != nil {
        
    					fmt.Println(err)
    					continue
    				}
    				prefix := compile.FindAllStringSubmatch(msg, 1)
    				suffix := compile2.FindAllStringSubmatch(msg, 1)
    				tmpUsername := strings.TrimSpace(prefix[0][0])
    				tmpUsername = strings.TrimLeft(tmpUsername, "@@")
    				secretMsg := strings.TrimSpace(suffix[0][0])
    				//获取处被艾特的人之后，需要给这个人发送单独发送数据
    				flag := false
    				for _, u := range usersMap {
        
    					if tmpUsername == u.Name {
        
    						//找到这个用户之后，向这个用户单独发送数据
    						u.MsgChannel <- fmt.Sprintf("【%s】%s@我%s：%s%s%s\n", user.Name, redBg, reset, green, secretMsg, reset)
    						flag = true
    						break
    					}
    				}
    				if flag {
        
    					continue
    				}
    
    			} else if strings.HasPrefix(msg, "tt") && strings.HasSuffix(msg, "tt") {
        
    				//如果发出的信号是踢出信号，则判断这个用户是否是管理员
    				//再来判断被踢出的用户是否还存在，如果存在则执行踢出操作
    				//假设被踢出的用户是xxx，需要通知用户你即将被踢出下线
    				if len(usersSlice) > 0 && user.Name == usersSlice[0] {
        
    					member := getMember(msg)
    					if member != "" {
        
    						flag := false
    						for _, s := range usersSlice {
        
    							if member == s {
        
    								flag = true
    								break
    							}
    						}
    						if flag {
        
    							//向全局管道发送消息
    							globalMsgChannel <- fmt.Sprintf("%s将被踢出聊天室", member)
    							continue
    						}
    					}
    				}
    			} else if (len(strings.TrimSpace(msg))) <= 0 {
        
    				//发的是空消息则不作任何处理
    				continue
    			}
    			//把这个用户发送的消息放进了全局的通道之中
    			globalMsgChannel <- fmt.Sprintf("【%s】：%s", user.Name, msg)
    		}
    	}()
    	//不断的监听用户的那个通道里面，有没有消息，如果有，则把消息发送给这个用户
    	go func() {
        
    		channel := user.MsgChannel
    		for s := range channel {
        
    			//如果消息里面有@用户名，则替换为@我
    			//将后面的信息变为绿色
    			if strings.Contains(s, "@"+user.Name) {
        
    				split := strings.Split(s, "@"+user.Name)
    				s = split[0] + redBg + "@我" + reset + green + split[1] + reset
    			} else if strings.Contains(s, user.Name+"将被踢出聊天室") {
        
    				_, _ = conn.Write([]byte("5秒后你将被踢出聊天室...\n"))
    				//被踢出
    				isKill <- true
    				//此处设置类似进度条的功能，只不过此处的目的是想让进度条有中倒退的感觉
    				str := "##################################################"
    				for i := 50; i >= 0; i-- {
        
    					runes := []rune(str)
    					temp := string(runes[:i])
    					for j := 0; j < 50-i; j++ {
        
    						temp += "<"
    					}
    					_, _ = conn.Write([]byte(temp + "\r"))
    					time.Sleep(100 * time.Millisecond)
    				}
    			} else {
        
    				//改变一些输出效果
    				if strings.Contains(s, "】：") {
        
    					split := strings.Split(s, "：")
    					s = cyan + split[0] + reset + green + strings.TrimSpace(split[1]) + reset + "\n"
    				}
    			}
    			_, _ = conn.Write([]byte(s))
    		}
    	}()
    }
    
    //将所有的网名写入到map中
    func init() {
        
    	path := "/Users/java0904/goProject/chathouse/json"
    	dir, err := ioutil.ReadDir(path)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	rand.Seed(time.Now().Unix())
    	info := dir[rand.Intn(len(dir))]
    	file, err := os.Open(path + "/" + info.Name())
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	defer file.Close()
    	all, err := ioutil.ReadAll(file)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	var names []string
    	err = json.Unmarshal(all, &names)
    	if err != nil {
        
    		panic(err)
    	}
    	for _, name := range names {
        
    		nicknameMap[name] = name
    	}
    }
    
    //捕获用户
    func getMember(msg string) string {
        
    	compile, err := regexp.Compile("tt(.+)tt")
    	if err != nil {
        
    		return ""
    	}
    	stringSubmatch := compile.FindAllStringSubmatch(msg, 1)
    	if len(stringSubmatch) == 1 && len(stringSubmatch[0]) == 2 {
        
    		return (stringSubmatch[0][1])
    	}
    	return ""
    }

## 总结 ##

通过聊天室的代码，使我对socket编程思路更加清晰，同时增加了对go语言对管道、协程方面的知识更加的熟练。当然由于项目的目的在于实现大体功能，对于某些细节难免考虑不周，bug难免，欢迎批评指正。

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