【python】基于Socket的聊天室Python开发

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一、Socket简述

SOCKET它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。通过 socket 这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。

Socket的主要的工作模式如下：

我们就用上面的模式，来开发一个聊天室工具，主要的开发模块包括两部分：

1. 客户端开发
2. 服务端开发

可以部署在同一电脑上，由于我只有一台电脑，所以我将服务端和客户端都部署在了我自己的电脑上。你也可以部署在同一局域网的不同电脑上，或使用其他的不同服务器进行部署，效果展示：

如果你们公司的网络是不允许接入互联网的，那么你可以偷偷做一个局域网内的聊天小软件，用于你跟心爱的女孩子之间聊天。哈哈哈哈。。

二、创建服务端Server

创建服务端的流程大致可以分为以下几个步骤：
1）创建客户端套接字(socket)对象
2）绑定IP地址和端口号
3）设置监听
4）等待接受客户端的连接请求
5）接受数据
6）发送数据
7）关闭客户端套接字(socket)

2.1 创建服务端初始化

该部分主要用于初始化服务端，创建一个Severt类，它不断监听客户端的发送的请求。

class Server:
    def __init__(self):
        self.server = socket.socket()    # 创建客户端套接字(socket)对象
        self.server.bind(("192.168.20.164", 8989))  # 绑定IP地址和端口号
        self.server.listen(15)     # 设置监听 15表示服务端等待排队连接的最大数量
        self.clients = []          # 用于存放客户端的响应信息
        self.clients_name_ip = {}  # 用与存放客户端名称与IP
        self.get_conn()            # 监听客户端连接

2.2 监听客户端连接

通过设置一个死循环， 让我们的服务端不断处于监听客户端的连接请求。一旦客户端发起一个连接请求，accept()方法会返回当前连接的客户端的socket连接对象和IP地址。
通过 print(cilent)，可以看到：

<socket.socket fd=460, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('192.168.20.164', 8989), raddr=('192.168.20.164', 59239)>

此时，服务器会向客户端输入一条信息data，服务端需要将该信息编码encode，发送给客户端。同时，客户端接收到该信息后，需要将其节码，才能转为我们可以识别的内容。

def get_conn(self):
    while True:
        client, address = self.server.accept()    # 等待接收连接请求
        print("IP为{}的使用者正在请求连接。".format(address))
        data = "与服务器链接成功，请输入昵称才可以聊天"
        client.send(data.encode())   # server与client通信，send() decode
        self.clients.append(client)  # 链接用户添加到服务器的用户列表
        Thread(target=self.get_msg, args=(client, self.clients,self.clients_name_ip, address)).start()

2.3 处理客户端消息

为将发送的名称与IP进行绑定，需要将客户端发送的用户名内容解码，追加到clients_name_ip参数中。此时，一旦客户端发来连接请求，并输入了昵称，那么昵称就会被解码存储在name变量中。

此时，服务端开始循环监听该客户端的消息。并且不断将客户端发来的消息进行解码。并将消息通过for循环的形式，重新编码发送给所有的客户端。

另外，如果检测到客户端发来的消息是一个"Q"字符，那么客户端就会被关闭。

def get_msg(self, client, clients, clients_name_ip, address):
    name = client.recv(1024).decode()  # 接受客户端发来的昵称
    print("昵称:【{}】 设置成功".format(name))
    clients_name_ip[address] = name    # 昵称与IP进行绑定
    while True:                        # 循环监听客户端消息
        try:
            recv_data = client.recv(1024).decode()
        except Exception as e:
            self.close_client(client, address)
            break
        # 入=如果用户输入Q，推出
        if recv_data.upper() == "Q":
            self.close_client(client, address)
            break
        for c in clients:
            c.send((clients_name_ip[address] + " " + time.strftime("%x")+"\n"+recv_data).encode())

三、创建客户端Client

创建客户端的流程大致可以分为以下几个步骤：
1）创建客户端套接字(socket)对象
2）和服务器端套接字(socket)建立连接
3）发送数据
4）接受数据
5）关闭客户端套接字(socket)

3.1 创建服务端初始化

客户端采用PyQT5，将客户端做成界面的形式进行交互。这里不对PyQT5做过多的解释。此处讲解使用的PyQT5比较简单，重点对服务端socket开发进行讲解。

首先，创建客户端socket对象，并连接服务器端口，并开启工作线程。

class Client(QWidget):
    def __init__(self):
        super(Client, self).__init__()
        self.setGeometry(600, 300, 360, 300)
        self.setWindowTitle("聊天室")
        self.add_ui()   # 界面UI，这个跟socket无关
        
        self.client = socket.socket()  # 与服务器链接
        self.client.connect(("127.0.0.1", 8989))
        self.work_thread()        # 调用线程

3.2 发送消息

发送消息通过的是用户点击发送按钮，点击发送按钮以后，QT会以信号的形式触发执行send_msg函数。至此，消息会被解码发送给服务器，如果检测到发送消息是字符‘Q’，那么客户端会被退出。

def btn_send(self):   # 发送按钮点击，信号发射
    self.button.clicked.connect(self.send_msg)
def send_msg(self):   # 检测到发送按钮点击，该客户端就会向服务端发送数据
    msg = self.message.text()
    self.client.send(msg.encode())
    if msg.upper() == "Q":
        self.client.close()
        self.destroy()
    self.message.clear()

3.3 接收消息

通过接收消息，将接收后的消息解码，通过append的形式追加到QT的控件中，用于在界面中显示

def recv_msg(self):
    while True:
        try:
            data = self.client.recv(1024).decode()
            print(data)
            data = data + "\n"
            self.content.append(data)
        except:
            exit()

3.3 线程工作

通过调用该方法，来启动发送消息线程、接收消息线程。

def work_thread(self):
    Thread(target=self.btn_send).start()   # 发送消息
    Thread(target=self.recv_msg).start()  

3.4 线程工作

第一步：启动服务器Server
第二步：启动一个Client (pycharm)
第三步：再启动一个Client (cmd)

是不是挺好玩的呢？也可以作为课程设计哦！如果需要源码，可以关注我弓中皓查看历史文章。

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