perl socket 聊天程序示例

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用PERL编写的socket聊天室服务器程序

在这里我将告诉你如何来写一个小型的聊天室服务程序,可能会很简陋,有很多要扩展的地方. 先决条件: 你必须有很好的Perl编程的知识,一台服务器,安装Perl 5.002或更高的版本.注意大多数ISP不会允许普通用户运行聊天室程序.但是你也许可以通过一个MODEN连接来与少数几个用户试试你的聊天室系统. (如果你从CPAN获得了最新版本的IO:Select,这个聊天室程序可以在Windows环境下使用). 你还需要一个telnet客户端程序,因为我们要用来做聊天室的客户端. Socket简易编程: 开始聊天,你需要在internet上建立一个连接,对Perl程序员来说,这意味着要和socket打交道.而以前这是很困难的,因为你不得不使用pack()来建立一个C结构来进行底层的系统调用.但在最新版的Perl中我们可以使用IO::Socket包,很容易地打开一个socket. 当用户连接聊天服务器时,telnet程序在指定的端口打开一个连接,所以服务器也必须在那个端口打开一个socket,监听所有进来的连接.下面如何通过IO::Socket来做到这一点: use IO::Socket; my $listening_socket = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp', LocalPort => 2323, Listen => 1, Reuse => 1) or die $!; 所有参量的含义: Proto: 定义网络所用的协议 - 在这里我们用的是TCP. 在internet上通常有两种协议用得比较广泛 - TCP 和 UDP. TCP适用于稳定的连接,可以重新发送丢失的数据包,而UDP用于那些不用重发数据包的场合(如实时音频数据流). LocalPort: 定义连接的端口号. Listen: 我们将监听来自其它计算机的连接,而不是自己建立一个连接.所以用户要先telnet到端口2323,然后运行了聊天服务程序的计算机来建立连接. Reuse: 这个选项意思是如果我们"杀掉"聊天服务程序然后再重新启动,将能够马上重新使用原来的端口,而不用等待以前那个连接完全结束. 我们正等待某个连接的到来.... 一个连接到来以后,我们需要accept这个新的连接: $socket = $listening_socket->accept; 一旦我们建立了一个连接,我们可以发送一些文字给这个用户(还不完全是,请看本文的结尾部分): $socket->send("hellorn") or print "connection closed at other endn"; 我们也可以接收用户发来的信息: $socket->recv($line, 80); if($line eq "") { print "connection closed at other endn"; } 最后我们完成了连接,可以关闭它: $socket->close; 大部分程序只在一个时刻处理一个用户.如果用户还没有准备好,程序就没有什么好做的.所以Perl程序没有从<stdin>读到什么东西,它就停下来等待直到用户准备好. (这叫blocking I/O.) 这种方式不能用于聊天服务程序,用户不可能排着队来.一个用户可能离开去喝些咖啡,但其它用户还在拼命地敲打键盘(聊天),服务程序还得处理他们的信息. 解决这个问题的一个办法是为每个用户创建一个入口(entity),或者用fork()创建另外一个进程,或者用多线程编程方法(遗憾地是Perl还用不了).这样系统就可以为多个用户服务, 但每个用户有他自己的入口(entity)等待他输入命令. 但是进程的系统开销比较大,如果很多用户登录的话,系统资源很快会变得不足.最好是用一个进程来处理所有人的请求. 我们真正需要的是要知道谁正在等待服务,必须马上处理(除非没有一个人想聊天).这就是select()函数所要做的. 象socket函数一样,select()曾经也是很难用,所以大多数程序员都尽量避免使用它. 但Perl给它加了一个面向对象编程的包装,叫做IO::Select,使得使用非常简单. 假设我们要等待两个sockets, $thing1 and $thing2. 首先我们创建一个包含两个socket的select()对象: $select = IO::Select->new($thing1,$thing2); 下一步,当我们需要知道谁有数据要处理时,我们就查询select对象: my @ready = $select->can_read; 这个调用将等待直到$thing1或$thing2中任何一个准备好, 它将返回一个包含socket的数组. (如果它们都准备好了,@ready将包含两个socket.) 一旦有了准备好的socket, 我们一个一个地读取数据找出它们发送的是是什么: for $socket (@ready) { $socket->recv($line,80); if($line eq "") { die "they hung up on me"; } print "someone sent $line. Sending it back.n"; $socket->send($line) or die "hey, where did they go?"; } 现在我们有足够的片段来写我们的第一个聊天服务程序. 这个聊天室里的交谈没有什么意思,除非你中意和自己聊天 - 服务程序会把你说的全部回送. 但它将告诉你如果结合socket和select()来建立一个一个时刻只能做一件事的服务器.下面是程序源码: #!/usr/local/bin/perl -wT require 5.002; use strict; use IO::Socket; use IO::Select; #创建一个socket然后监听一个端口 my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp', LocalPort => 2323, Listen => 1, Reuse => 1) or die $!; # 开始$select只包含我们监听的socket my $select = IO::Select->new($listen); my @ready; #等待,直到有事情发生 while(@ready = $select->can_read) { my $socket; # 处理每个准备好了的socket for $socket (@ready) { # 如果被监听的socket准备好了,接收一个新的连接 if($socket == $listen) { my $new = $listen->accept; $select->add($new); print $new->fileno . ": connectedn"; } else { # 否则读入一行文字,然后发送回去 my $line=""; $socket->recv($line,80); $line ne "" and $socket->send($line) or do { # 如果没有什么可发送和接收的,中断连接 print $socket->fileno . ": disconnectedn"; $select->remove($socket); $socket->close; }; } } } 广播: 接下来的工作是把聊天信息发送给所有的用户(不光是你自己),也就是所谓"广播". 我们可以用$select, 它new()或add()来返回所有给$select的sockets,从而得知"所有用户"到底是谁.我们来修改下程序: $socket->recv($line,80); if($line eq "") { print $socket->fileno . ": disconnectedn"; $select->remove($socket); $socket->close; }; my $socket; # 向所有用户广播.如果send()失败了就关闭连接. for $socket ($select->handle s) { next if($socket==$listen); $socket->send($line) or do { print $socket->fileno . ": disconnectedn"; $select->remove($socket); $socket->close; }; } 下面是这个聊天程序的所有代码: #!/usr/local/bin/perl -wT require 5.002; use strict; use IO::Socket; use IO::Select; #创建一个socket监听端口 my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp', LocalPort => 2323, Listen => 1, Reuse => 1) or die $!; #$select只包含我们正在监听的socket my $select = IO::Select->new($listen); my @ready; # 等待 while(@ready = $select->can_read) { my $socket; # 处理每个准备好的端口 for $socket (@ready) { # 如果被监听的端口准备好,接收一个新的连接 if($socket == $listen) { my $new = $listen->accept; $select->add($new); print $new->fileno . ": connectedn"; } else { # 读入一行文字 # 如果recv()失败,关闭连接 my $line=""; $socket->recv($line,80); if($line eq "") { print $socket->fileno . ": disconnectedn"; $select->remove($socket); $socket->close; }; my $socket; # 向所有人广播,如果send()失败则关闭连接. for $socket ($select->handles) { next if($socket==$listen); $socket->send($line) or do { print $socket->fileno . ": disconnectedn"; $select->remove($socket); $socket->close; }; } } } } 1; 我是谁? 我们的聊天程序还有一个问题,就是我们不知道是谁在说话.真正的聊天室服务器能让你知道谁是谁,在发言后面把他们的名字显示出来. 如果我们只能在一个时刻做一件事情,请求一个handle的较为直接的程序代码就象这个样子: my $new = $listen->accept; $select->add($new); print $new->fileno . ": connectedn"; $new->write("choose a handle> "); $handle[$new->fileno] = $new->recv; 问题是,我们不能要服务器停下来等待用户输入,我们需要把用户在那里的信息保存下来,当一个用户在输入的时候,可以处理其他用户,当这个用户输入完了以后在回来.完成这些功能的代码可以分为两部分: sub login { my($new) = @_; $select->add($new); print $new->fileno . ": connectedn"; $new->write("choose a handle> "); save_where_we_are(); } sub get_handle { my($socket) = @_; $handle[$socket->fileno] = $socket->recv; } #!/usr/local/bin/perl -wT require 5.002; use strict; use IO::Socket; use IO::Select; my $port = scalar(@ARGV)>0 ? $ARGV[0] : 2323; $| = 1; my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp', LocalPort => $port, Listen => 1, Reuse => 1) or die $!; $ENV{'PATH'} = "/usr/bin"; my $date = `date`; warn "started on $port on $date"; my $select = IO::Select->new($listen); my @chatters; # 在win32中,注释掉下面这句 $SIG{'PIPE'} = 'IGNORE'; my @ready; while(@ready = $select->can_read) { print "going: ".join(', ',map {$_->fileno} @ready) . "n"; my $socket; for $socket (@ready) { if($socket == $listen) { my $new_socket = $listen->accept; Chatter->new($new_socket, $select, @chatters); } else { my $chatter = $chatters[$socket->fileno]; if(defined $chatter) { &{$chatter->nextsub}(); } else { print "unknown chattern"; } } } } package Chatter; use strict; sub new { my($class,$socket,$select,$chatters) = @_; my $self = { 'socket' => $socket, 'select' => $select, 'chatters' => $chatters }; bless $self,$class; $chatters->[$socket->fileno] = $self; $self->select->add($socket); $self->log("connected"); $self->ask_for_handle; return $self; } sub socket { $_[0]->{'socket'} } sub select { $_[0]->{'select'} } sub chatters { $_[0]->{'chatters'} } sub handle { $_[0]->{'handle'} } sub nextsub { $_[0]->{'nextsub'} } sub ask_for_handle { my($self) = @_; my $welcome =<< END; 欢迎你来到我的聊天室. 使用指南: 请注意这个聊天室程序不完全兼容telnet协议,所以有些telnet客户端程序可能不工作,抱歉! 如果你输入的字符都分行显示,请退出然后试一试其它的telnet客户端程序,最好发一个电子邮件 ([email protected])告诉我你用的是什么程序. 我们已经试过下面的客户端程序,它们都能很好的工作: - "telnet" on Solaris - "telnet" on IRIX - CRT on Windows 95 我们已经收到报告,微软的Telnet不能工作. 另外,有些人登录以后可能去干别的事情了,所以他们不会马上看到你的信息.所以输入以后,保持telnet 窗口开着,等待一会儿. 关闭你的telnet窗口就可以退出.或者假如你是在Unix命令行运行telnet的话,按Control-]然后在提示中按"close"键. __Brian__ END $welcome =~ s:n:rn:g; $self->write($welcome); $self->write("choose a handle> "); $self->{'nextsub'} = sub { $self->get_handle }; } sub get_handle { my($self) = @_; my $handle = $self->read or return; $handle =~ tr/ -~//cd; $self->{'handle'} = $handle; $self->broadcast("[$handle is here]"); $self->log("handle: $handle"); $self->{'nextsub'} = sub { $self->chat }; } sub chat { my($self) = @_; my $line = $self->read; return if($line eq ""); $line =~ tr/ -~//cd; my $handle = $self->handle; $self->broadcast("$handle> $line"); } sub broadcast { my($self,$msg) = @_; my $socket; for $socket ($self->select->handles) { my $chatter = $self->chatters->[$socket->file

no];
$chatter->write("$msgrn") if(defined $chatter);
}
}

sub read {
my($self) = @_;

my $buf="";
$self->socket->recv($buf,80);
$self->leave if($buf eq "");
return $buf;
}

sub write {
my($self,$buf) = @_;
$self->socket->send($buf) or $self->leave;
}

sub leave {
my($self) = @_;

print "leave calledn";

$self->chatters->[$self->socket->fileno] = undef;
$self->select->remove($self->socket);
my $handle = $self->handle;
$self->broadcast("[$handle left]") if(defined $handle);
$self->log("disconnected");
$self->socket->close;
}

sub log {
my($self,$msg) = @_;
my $fileno = $self->socket->fileno;
print "$fileno: $msgn";
}
__END__
# and here's a chat server in 4 lines :-)
#!/usr/local/bin/perl -- minchat: run and telnet to port 5555 - bslesins
sub p{print@_}$SIG{CHLD}=sub{wait};socket S,2,2,6;bind S,pack(Snx12,2,5555);
listen S,5;while(accept C,S){if(!fork){open(STDOUT,">&C");p"name:";$n=substr
,0,-2;$f=fork||exec"tail -f chatlog";open W,">>chatlog";select(W);$|=1;p
"[$n here]rn";while(){p"$n> $_";}p"[$n gone]rn";kill 15,$f;exit}}
如何保存用户位置信息呢? 一个方法是保存一个子程序的指针,而这个子例程包含了下一步该做什么:
$nextsub[$socket->fileno] = &get_handle;
这样我们就可以在@nextsub中适当的入口找到我们出发的位置. 综合以上所述,我们把程序整理如下.
剩下的工作:
我们的聊天室程序还不是一个完整的作品,如果你象把它放在你的服务器上工作,还有许多事情要做.他们是:
输入缓冲区: 关于recv()函数,它并不总是每次接收一行数据.一个真正的聊天服务器需要把recv()的结果添加到缓冲区中,并找到折行字符,把它分成几行.
输出缓冲区: 如果有人挂起它的telnet进程太长时间,调用send()会中断它.但可以用select()来发现一个socket是否已经准备好.
更好地支持telnet协议
加入常用的命令:帮助,列出在聊天室中的用户名单,退出等等
用户账号密码保护
多个聊天房间
权限控制
私人聊天房间
等等...