一个简单地聊天程序

前言：现在微信聊天交友，朋友圈发生活动态算是完全融入我们生活一部分了，就连家里老人都开始玩起了自拍发朋友圈求点赞，对于基本不玩这些的我竟然还被她们鄙视了一把。 这段实在是太忙，难得这个周末空闲，痛定思痛，决定自己实现一个聊天软件。

先来个简化版框架，实现了客服端发送消息，然后由服务端广播，同时将消息记录写入数据库保存。并且客服端可以通过发送_GET消息从数据库读取最近10条记录广播。

下面我们就来分别实现这个聊天软件的前后端：(数据库:MySQL，后端:C#，前端:Unity3D)

数据库

这里先简单介绍下MySQL数据库环境配置：1，安装MySQL数据库，设置好用户名和密码。2，安装connector，使用C#操作MySQL数据库时，需要这个MySQL官方提供的连接文件。3，程序中引用mysql.data.dll库。4，安装Navicat for MySQL，专门操作MySQL数据库的可视化工具。

下面再来介绍怎么建立数据库：

1，打开Navicat for MySQL，点击文件–>新建连接，在弹出的面板中填入IP地址”127.0.0.1”，然后填入用户名和密码，点确认按钮，连接本地数据库。(操作数据库第一步就是连接MySQL，也就是连接这个新建的连接)



2，建立msgboard数据库，用于保存消息。右击连接名，选择新建数据库。



3，新建数据表。在msgboard数据库中新建名为msg的表，包含id,name和msg3个字段。其中注意id为自动递增的int类型。



这样我们简单聊天程序用于保存消息的数据库就准备好了。

服务端

首先，服务端要处理很多客服端消息，那么它需要用一个数组来维护所有客服端的连接。每个客服端都有自己的Socket和缓冲区，我们可以先定义一个Conn类来表示客服端连接，它是服务端程序中的重要数据结构。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Collections;

namespace server
{
class Conn
{
//常量
public const int BUFFER_SIZE = 1024;
//Socket
public Socket socket;
//是否使用
public bool isUse = false;
//Buff
public byte[] readBuff = new byte[BUFFER_SIZE];
public int buffCount = 0;
//构造函数
public Conn()
{
readBuff = new byte[BUFFER_SIZE];
}
//初始化
public void Init(Socket socket)
{
this.socket = socket;
isUse = true;
buffCount = 0;
}
//缓冲区剩余的字节数
public int BuffRemain()
{
return BUFFER_SIZE - buffCount;
}
//获取客服端地址
public string GetAdress()
{
if (!isUse)
return "无法获取地址";
return socket.RemoteEndPoint.ToString();
}
//关闭
public void Close()
{
if (!isUse)
return;
Console.WriteLine("[断开连接]" + GetAdress());
socket.Close();
isUse = false;
}
}
}

然后我们来编写服务端主体结构Serv类，它包含一个Conn类型的对象池，用于维护客服端连接。NewIndex方法将找出对象池中尚未使用的元素下标。

在Start方法中，服务器将经历Socket,Bind,Listen，然后调用BeginAccept开始异步处理客服端的连接。同时调用BeginReceive异步接收消息，并广播给所有客服端。最后就是将消息保存数据库。

我们操作MySQL数据库流程就是：1，先连接到MySQL(上面连接的IP，端口，用户名，密码) 2，选择数据库。一个连接下可以有多个不同数据库，所以我们要指定操作那个数据库。 3，执行sql语句(如对数据库里的表进行增删改查操作) 4，关闭数据库

完整代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using System.Net;
using System.Net.Sockets;

using MySql.Data;
using MySql.Data.MySqlClient;
using System.Data;

namespace server
{
class Serv
{
//监听套接字
public Socket listenfd;
//客服端连接
public Conn[] conns;
//最大连接数
public int maxConn = 50;

//数据库
MySqlConnection sqlConn;

//获取连接池索引，返回负数表示获取失败
public int NewIndex()
{
if (conns == null)
return -1;
for(int i = 0; i < conns.Length; i++)
{
if(conns[i] == null)
{
conns[i] = new Conn();
return i;
}
else if(conns[i].isUse == false)
{
return i;
}
}
return -1;
}

//开启服务器
public void Start(string host, int port)
{
//数据库
string connStr = "Database=msgboard;Data Source=127.0.0.1;";
connStr += "User Id=root;Password=chenxiaoxian;port=3306";
sqlConn = new MySqlConnection(connStr);
try
{
sqlConn.Open();
}
catch(Exception e)
{
Console.Write("[数据库]连接失败" + e.Message);
return;
}

//连接池
conns = new Conn[maxConn];
for(int i = 0; i < maxConn; i++)
{
conns[i] = new Conn();
}
//Socket
listenfd = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//Bind
IPAddress ipAdr = IPAddress.Parse(host);
IPEndPoint ipEp = new IPEndPoint(ipAdr, port);
listenfd.Bind(ipEp);
//Listen
listenfd.Listen(maxConn);
//Accept
listenfd.BeginAccept(AcceptCb, null);
Console.WriteLine("[服务器]启动成功");
}

private void AcceptCb(IAsyncResult ar)
{
try
{
Socket socket = listenfd.EndAccept(ar);
int index = NewIndex();

if(index < 0)
{
socket.Close();
Console.WriteLine("[警告]连接已满");
}
else
{
Conn conn = conns[index];
conn.Init(socket);
string adr = conn.GetAdress();
Console.WriteLine("客服端连接[" + adr + "]conn池ID：" + index);
conn.socket.BeginReceive(conn.readBuff, conn.buffCount, conn.BuffRemain(), SocketFlags.None, ReceiveCb, conn);
}
//再次调用BeginAccept实现循环
listenfd.BeginAccept(AcceptCb, null);
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("AcceptCb失败：" + e.Message);
}
}

private void ReceiveCb(IAsyncResult ar)
{
Conn conn = (Conn)ar.AsyncState;
try
{
//获取接收的字节数
int count = conn.socket.EndReceive(ar);
//关闭信号
if(count <= 0)
{
Console.WriteLine("收到[" + conn.GetAdress() + "]断开连接");
conn.Close();
return;
}
//数据处理
string str = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(conn.readBuff, 0, count);
Console.WriteLine("收到[" + conn.GetAdress() + "]数据:" + str);

HandleMsg(conn, str);
str = conn.GetAdress() + ":" + str;
byte[] bytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(str);
//广播
for (int i = 0; i < conns.Length; i++)
{
if (conns[i] == null)
continue;
if (!conns[i].isUse)
continue;
Console.WriteLine("将消息转播给" + conns[i].GetAdress());
conns[i].socket.Send(bytes);
}

//继续接收实现循环
conn.socket.BeginReceive(conn.readBuff, conn.buffCount, conn.BuffRemain(), SocketFlags.None, ReceiveCb, conn);
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("收到[" + conn.GetAdress() + "]断开连接");
conn.Close();
}
}

public void HandleMsg(Conn conn, string str)
{
//获取数据
if(str == "_GET")
{
string cmdStr = "select * from msg order by id desc limit 10;";
MySqlCommand cmd = new MySqlCommand(cmdStr, sqlConn);
try
{
MySqlDataReader dataReader = cmd.ExecuteReader();
str = "";
while(dataReader.Read())
{
str += dataReader["name"] + ":" + dataReader["msg"] + "\n\r";
}
dataReader.Close();
byte[] bytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(str);
conn.socket.Send(bytes);
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("[数据库]查询失败" + e.Message);
}
}
else
{
string cmdStrFormat = "insert into msg set name = '{0}' ,msg = '{1}';";
string cmdStr = string.Format(cmdStrFormat, conn.GetAdress(), str);
MySqlCommand cmd = new MySqlCommand(cmdStr, sqlConn);
try
{
cmd.ExecuteNonQuery();
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("[数据库]插入失败" + e.Message);
}
}
}
}
}

最后就是在程序main中开启服务端：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace server
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Hello World!");
Serv serv = new Serv();
serv.Start("127.0.0.1", 1234);

while(true)
{
string str = Console.ReadLine();
switch(str)
{
case "quit":
return;
}
}

}
}
}

客服端

使用unity制作界面，由于只是demo版，界面简单，就不过多介绍了，直接上代码：

using UnityEngine;
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using UnityEngine.UI;

public class net : MonoBehaviour {

//服务器IP和端口
public InputField hostInput;
public InputField portInput;
//显示客服端收到的消息
public Text recvText;
public string recvStr;
//显示客服IP和端口
public Text clientText;
//聊天输入框
public InputField textInput;
//Socket和接收缓冲区
Socket socket;
const int BUFFER_SIZE = 1024;
public byte[] readBuff = new byte[BUFFER_SIZE];

//显示接收消息
void Update()
{
recvText.text = recvStr;
}

//连接
public void Connetion()
{
//清理text
recvText.text = "";
//Socket
socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//Connet
string host = hostInput.text;
int port = int.Parse(portInput.text);
socket.Connect(host, port);
clientText.text = "客服端地址 " + socket.LocalEndPoint.ToString();
//Recv
socket.BeginReceive(readBuff, 0, BUFFER_SIZE, SocketFlags.None, ReceiveCb, null);
}

//接收回调
private void ReceiveCb(IAsyncResult ar)
{
try
{
//cout 是接收数据的大小
int count = socket.EndReceive(ar);
//数据处理
string str = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(readBuff, 0, count);
if (recvStr.Length > 300)
recvStr = "";
recvStr += str + "\n";
//继续接收
socket.BeginReceive(readBuff, 0, BUFFER_SIZE, SocketFlags.None, ReceiveCb, null);
}
catch(Exception e)
{
recvText.text += "连接已断开";
socket.Close();
}
}

//发送数据
public void Send()
{
string str = textInput.text;
byte[] bytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(str);
try
{
socket.Send(bytes);
}
catch { }
}

}

最后来看看我们的demo示意图：

服务器运行日志：



两客服端发送消息模拟：



消息写入数据库：



OK，完工！~