chat-software

项目框架

项目难点及解决办法

• 使用加盐salt+哈希加密解决用户注册、登录时的密码泄露的问题；
• 使用多线程解决文件传输造成高并发下聊天事件堵塞及传输数据丢失的问题

项目介绍

• 基于阿里云服务器+libevent+qt+mysql+Json等实现仿qq聊天软件，主要功能包括注册、登录、添加好友、聊天（私聊和群聊）、文件传输、建群、加群、好友上下线提醒。

• 主要分为两大部分：

  • 第一，在linux上实现服务器端chat_server开发
  • 第二，在qt上实现客户端chat_client开发

1. chat_server

1.1 配置服务器端开发环境

购买阿里云服务器，配置环境，详见文件——在阿里云服务器上搭建开发环境.txt

1.2 创建服务器与客户端接口文档

首先创建一个满足Json数据格式的服务器与客户端传输信息或者交互接口文档，方便查看重要信息且有助于接下来实现各种功能。详见文件——服务器与客户端接口文档.txt

1.3 封装数据库类和链表类，用于存储用户和群聊信息

在mysql中，创建user和chatgroup两个数据库， 其中user存储用户信息，为一个用户创建一个表名为用户名的表，表中包含用户的密码password、friend好友、groupchat所在群聊 chatgroup存储群聊信息，为每个群聊创建一张表名为群聊名的表，表中包含群聊的群主owner、群聊成员member

创建online_user和group_info两个链表————————链表访问速度比数据库快，且方便后续功能的实现 其中，online_user存储在线用户的信息，节点为，包括在线用户名和在线用户的缓冲区对象bev； group_info存储群聊信息，节点为，包括群聊名称和群成员链表，其中群成员链表的节点为，只包含群成员姓名

1.4 封装一个服务器类class Server

首先初始化服务器，使其可以监听待连接的客户端：在Server的构造函数中，基于libevent创建事件集合，创建并绑定监听对象，设置监听队列的长度，即最多同时与多少客户端建立TCP连接，开始循环监听，一旦有客户端发起连接，则调用回调函数，在回调函数中创建工作线程来处理该客户端。在某一工作线程中，创建该连接客户端的事件集合，基于该事件集合创建bufferevent缓存区对象，给bufferevent设置回调函数，循环监听集合（监听客户端是否有数据发送过来），一旦从客户端读取到数据，调用回调函数，处理客户端发送的满足Json格式的数据，接下来根据解析到的不同”cmd“，实现服务器端不同的功能，比如注册功能对应server_register(bev, val)函数，当客户端退出或连接断开，释放该连接客户端的事件集合，该工作线程随之退出分离，释放资源。在Server的成员变量中，分别创建一个链表对象static ChatInfo* chatlist和一个数据库对象static ChatDataBase* chatdb，用于访问用户和群聊的相关信息。

Sever类

1.5 实现注册功能

server_register(bev, val); // 参数1为服务器与该客户端之间的缓存区对象，参数2为客户端发送的信息

• 首先连接上user数据库，chatdb->my_database_connect("user");

• 判断注册用户是否已经存在，chatdb->my_database_user_exist(val["user"].asString()))

  • 若已经存在，回复客户端注册失败；

  • 若不存在，执行以下函数，将注册用户的用户名和密码，加入到user数据库中；然后回复客户端注册成功。

    chatdb->my_database_user_password(val["user"].asString(), val["password"].asString());

• 关闭user数据库，chatdb->my_database_disconnect();

1.6 实现用户登录功能

• 首先连接上user数据库，最后再断开连接，同上，接下来涉及到访问user数据库，均需要这两步，不再赘述；

• 判断登录用户是否已经存在于user数据库中：

  • 若不存在，回复客户端该登录用户不存在；

  • 若存在，判断用户登录密码是否正确:

    chatdb->my_database_password_correct(val["user"].asString(),
    val["password"].asString()

    • 若不正确，回复客户端，输入登录失败，密码不正确，将登录函数结束掉return

    • 若正确：

      • 向在线用户链表中加入该登录用户，chatlist->online_user->push_back(u);

      • 获取该登录用户好友friend_list和群聊列表group_list并且返回给客户端，便于qt客户端开发时，显示登录用户的好友和群聊列表，以实现接下来的好友上线提醒、聊天等功能；

        chatdb->my_database_get_friend_group(val["user"].asString(), friend_list, group_list)
        

      • 登录成功后，向该登录用户的所有在线好友，发送自己上线的提醒：遍历friend_list，与 chatlist->online_user的一一匹配，若某好友在线，则向其bev/客户端发送自己上线的提醒

1.7 实现添加好友功能

• 首先判断用户user——小明将要添加的好友friend小华——是否存在于用户数据库中

  • 若不存在，回复用户小明，你要添加的好友小华不存在，添加好友操作结束return

  • 若存在，再判断两人是否已经是好友关系

    chatdb->my_database_is_friend(val["user"].asString(), val["friend"].asString())

    • 若已经是好友关系，回复用户小明，你与添加的好友小华已经是好友关系，添加好友操作结束return

    • 若还不是好友关系：

      • 修改双方的用户表的friend好友字符串，互相添加为好友（注意，此处未考虑好友验证通过的功能，后期优化再实现）；

      chatdb->my_database_add_new_friend(val["user"].asString(), val["friend"].asString());
      chatdb->my_database_add_new_friend(val["friend"].asString(), val["user"].asString());

      • 回复执行添加好友的用户小明，添加好友成功
      • 遍历在线用户链表，判断添加的好友小华是否在线，若在线，回复小华，小明已将你添加为好友。

1.8 实现创建群聊功能

• 首先连接上chatgroup数据库，使用结束再断开连接，接下来涉及到访问chatgroup数据库，均需要这两步，不再赘述；

• 判断群是否已存在chatdb->my_database_group_exist(val["group"].asString())

  • 若已经存在，回复客户端用户，该群已存在

  • 若不存在，

    • 在chatgroup中创建该群聊，初始化群聊名，群主，群成员信息

      chatdb->my_database_add_new_group(val["group"].asString(), val["user"].asString())

    • 在user中，将新建群聊加入到创建该群聊用户的群聊字符串中

      chatdb->my_database_user_add_group(val["user"].asString(), val["group"].asString());

    • 将新建群聊加入到群信息链表中

      chatlist->info_add_new_group(val["group"].asString(), val["user"].asString());

    • 回复客户端用户，群聊创建成功

1.9 添加群聊 server_add_group

• 首先判断该群聊是否存在于chatgroup数据库中

  • 如果不存在，回复客户端用户，你要添加的群聊不存在，return；

  • 如果存在，判断该用户是否已经在该群聊中，此时使用群聊信息链表，访问速度相比于数据库更快

    chatlist->info_user_in_group(val["group"].asString(), val["user"].asString())

    • 如果该用户已经存在于该群聊中，回复客户端用户，你已经存在于该群聊中，return；

    • 若不在该群聊中

      • 在user中，将该群聊加入到该用户的群聊字符串中；

        在chatgroup中，将该用户加入到该群聊的群成员字符串中；

      • 修改群聊信息链表，将该用户加入到该群聊节点的群成员链表中；

        chatlist->info_group_add_user(val["group"].asString(), val["user"].asString());

      • 回复客户端用户，添加群聊成功

1.10 私聊 server_private_chat

• 首先判断好友是否在线————遍历在线用户链表，获得其缓存区对象to_bev

  struct bufferevent* to_bev = chatlist->info_get_friend_bev(val["user_to"].asString());

  • 如果NULL == to_bev,说明好友不在线，回复发送方，return
  • 如果好友在线，将发送方用户缓存区对象bev中的内容val转换为字符串s，再转发给好友的缓存区对象to_bev，再回复发送方，私聊发送成功。

1.11 群聊 server_group_chat

• 首先遍历群聊信息链表找到该群聊
• 遍历该群聊的群成员链表
• 遍历在线用户链表，找到每个群成员（包括发送方自己）的缓存区对象to_bev,若不为空，转发发送方的bev，最后回复发送方，群聊发送成功

1.12 获取群聊成员 server_get_group_member

• 遍历群聊信息链表，获取某群聊的群聊成员字符串member，将其返回给调用该函数的客户端

  string member = chatlist->info_get_group_member(val["group"].asString());

  1.13 用户下线 server_user_offline

• 首先从用户在线链表online_user中删除该用户

• 获取该用户好友friend_list

• 向在线好友，发送该用户的下线提醒

1.14 发送文件 server_send_file

• 首先判断对方是否在线

  • 若不在线，回复发送方，接收方不在线，return；

  • 若在线：

    • 启动新线程，创建文件服务器，处理该文件传输任务（不影响聊天等功能）,引用方式获得发送方客户端和接收方客户端相对于文件服务器的fd

      thread send_file_thread(send_file_handler, val["length"].asInt(), port, &from_fd, &to_fd);

    • 将文件服务器端口号返回给发送客户端，发送客户端根据端口号向文件服务器发起连接;

    • 判断发送客户端连接文件服务器是否成功，文件服务器中的accept()一旦被执行，对应的fd就会被修改（传入时为0），设置最长连接时间为10s，即等待10秒之后，from_fd<=0，说明仍未连接成功，判定为连接超时，取消文件服务器所在的线程，返回发送客户端连接文件服务器超时；相同方法连接接收客户端与文件服务器。

    • 文件服务器一边从*f_fd接收，一边向*t_fd发送，文件发送结束后，关闭发送与接收客户端与文件服务器之间的描述字，关闭该文件服务器，线程分离，释放资源

      send_file_thread.detach();

2. chat_client

未完待续......