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socket通信之九：使用完成端口实现的一个聊天室

基本上windows平台下的几种IO模型都实现了一遍，还有两个没有实现，但是它们一个需要基于windows消息，一个和重叠IO中的事件通知模型比较类似，并且不能实现真正的异步，所以就不列出来了。

这一篇介绍如何实现一个聊天室。前面介绍的几种模型中除了基本的socket模型和阻塞版本的模型之外都可以用来实现聊天室，因为这两个模型还不能实现支持多个客户端。对于其它的几个模型，我们需要做的只是在原来模型的基本上维护一个socket连接的列表即可。这里使用完成端口来实现聊天室。使用其它的模型基本上也是这个思路，之所以使用这个是因为它不像多线程那样耗费资源，也不像selelct和重叠IO中基于事件通知的模型那样有连接限制，相比与重叠IO中的完成例程模型，不需要考虑负载均衡的问题。所以就是它了。

1.程序运行流程

先插入几张程序运行的截图。

1.1.启动服务器端的程序和客户端的程序

下图左侧是服务器端程序的启动界面，右图是客户端启动的界面。

对服务器端而言：

第一行代表的是本机的ip地址，也就是服务器端的ip地址，客户端中服务器ip地址这一栏需要填上这个地址；
端口号表示服务器端绑定的端口号，这个端口号可以自己指定。客户端中对应的端口号需要填上服务器端绑定的这个端口号，这样客户端才可以连上上服务器端。

对客户端而言：

服务器ip地址填上服务器端指定的ip地址，端口填上服务器端绑定的端口号；
如果客户端和服务器端在同一台机器上启动，此时的客户端中填写的服务器ip地址是正确的，否则需要根据服务器端的ip地址更改；
客户端需要指定一个昵称，用来标示不同的客户端，这个标示不能为空；
这里我允许有重复的昵称，如果不允许，只需要加上一定的判断就可以了。

1.2.点击服务器端的开启服务器

点击了开启服务器后，服务器才会启动，此时在下面的“信息”栏中会显示“创建启动线程成功！”，“服务器端已启动......”等字样。

1.3.客户端连接服务器

服务器端启动以后客户端就可以连接服务器了，现在“昵称”后面的编辑框中输入一个昵称，接着点击“连接服务器”按钮即可。

客户端会提示“连接服务器成功！”，“allanxia成功登陆！”这两行文字。

服务器端会提示“客户端连接：10.11.163.113:707”，“allanxia 登陆成功！”，其中第一条消息指示的是连接的客户端的ip地址和端口号，第二条信息指示的是客户端的昵称。

如果又有一个客户端连接，如下图：

会发生下面的情况：

服务端会受到Bill Gates的登陆信息；

已经连接的客户端（这里只有allanxia）也会收到他的登陆信息；

自身也会收到登陆消息。

接着再连接一个客户端：和上面同样的原理。

1.4.客户端通信

现在allanxia这个客户端发送一条消息“大家好，我是allanxia”，所有的客户端就都收到这个消息了。

现在大家就可以畅所欲言了。这就是基本的模型了，如果有客户端退出，服务器端会收到通知，但是客户端就不会收到通知了，这就是聊天室的基本模型了。

2.程序分析

这里我使用的是完成端口的模型，原理上讲其它几个支持多客户端的模型都可以用来实现这个聊天室。

这里我使用MFC+vs2008开发。

2.1客户端分析

首先看客户端的代码，因为客户端的代码比较简单，但是和控制台的相比也要做一些更改，之前没想这么多，结果调试和好一会儿。

根据上面程序运行的截图可以发现，点击“连接服务器”这个按钮后，客户端会和服务器连接。所以之前在控制台中创建客户端socket的代码需要放到这个按钮的响应函数中来。

并且我们可能会在其它响应函数里操作这个代码，所以这个socket需要定义成类的成员变量，这个对话框类叫CChatRoomClientDlg。

socket连接创建后，就需要将昵称发送给服务器端了，这里使用send将消息发送过去就可以，和之前的控制台程序相同。

下面就要特别注意了！！！

客户端的接收流程和之前控制台的有很大的区别，之前控制台的是发送一条数据，再接收一条数据。但是在聊天室中发送数据是我们可以控制的，但是接收数据客户端就不了解的，它只需要从这个socket连接中不断接收数据并显示在客户端的当前信息栏中就可以了。所以这里我们需要启动一个新的线程，这个线程专门用来负责从这个socket连接中接收数据并显示。否则将循环放在主窗口函数中会出现阻塞。

在“发送按钮“的响应函数中填写向这个socket连接发送数据的代码就可以了，这个比较简单，因为一次只会发送一条数据，不会向接收数据这样会出现循环，所以需要使用一个新的线程，不然会出现阻塞。

基本的流程如下图:

下面是一些关键的代码：

点击”连接服务器“和”发送“按钮的响应函数：

//点击连接服务器时的处理
void CChatRoomClientDlg::OnBnClickedConn()
{
	UpdateData(true);

	CString nickNameStr=getNickName();
	if (nickNameStr.IsEmpty()||nickNameStr.GetLength()==0)
	{
		AfxMessageBox("请输入一个昵称！");
	}
	else//输入昵称不为空时才和服务端相连
	{
		CString info;

		WSADATA wsaData;
		int err;

		//1.首先执行初始化Windows Socket库
		err=WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);
		if (err!=0)
		{
			info.Format("初始化socket失败!\n");
			appendString(info);
			return ;
		}

		//2.创建Socket
		sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

		struct sockaddr_in addrServer;
		DWORD dwip;
		m_ip.GetAddress(dwip);
//		addrServer.sin_addr.s_addr=inet_addr(IP_ADDRESS);
		addrServer.sin_addr.s_addr=htonl(dwip);
		addrServer.sin_family=AF_INET;
		addrServer.sin_port=htons(m_port);

		//3.连接Socket，第一个参数为客户端socket，第二个参数为服务器端地址
		err=connect(sockClient,(struct sockaddr *)&addrServer,sizeof(addrServer));
		if (err!=0)
		{
			info.Format("连接服务器失败!\n");
			appendString(info);
			return ;
		}else
		{
			info.Format("连接服务器成功!\n");
			appendString(info);
		}

		CString nick=getNickName();
		char * sendBuff=nick.GetBuffer(nick.GetLength());
		nick.ReleaseBuffer();
		char recvBuf[MAX_PATH];

		send(sockClient,sendBuff,strlen(sendBuff)+1,0);	//第三个参数加上1是为了将字符串结束符'\0'也发送过去

		//创建接收线程
		CreateThread(NULL,0,receiveThread,this,0,NULL);
		
	}
}

//发送数据
void CChatRoomClientDlg::OnBnClickedOk()
{
	UpdateData(true);

	CString output=m_output;
	output=output+"\n";
	char * sendBuff=output.GetBuffer(output.GetLength());
	output.ReleaseBuffer();
	send(sockClient,sendBuff,strlen(sendBuff)+1,0);	//第三个参数加上1是为了将字符串结束符'\0'也发送过去
	m_output="";
	UpdateData(false);

}

下面是接收线程的代码：

//客户端的接收线程，持续从socket连接中接受数据
DWORD WINAPI receiveThread(LPVOID lpParam)
{

	//将对话框指针作为参数传递给这个变量
	CChatRoomClientDlg * chatRoom=(CChatRoomClientDlg*)lpParam;
	char recvBuf[MAX_PATH];
	CString info;
	while(true)
	{
		memset(recvBuf,0,MAX_PATH);
		recv(chatRoom->sockClient,recvBuf,MAX_PATH,0);
		info.Format("%s\n",recvBuf);
		chatRoom->appendString(info);
	}
	delete[] recvBuf;
}

2.2服务端分析

服务端也是在原来控制台程序的基本上进行的更改，主要进行了下面的更改：

此时需要维护一个socket的集合；
服务器每次收到客户端的消息后，需要遍历这个socket集合并将信息发送给连接的每一个socket

并且由于服务器端需要持续监听有没有客户端连接服务器，所以还需要一个新的线程startThread，点击”启动服务器“后启动这个线程。在这个线程中执行创建socket，绑定，监听，然后在一个while循环中接收客户端的连接，并且完成与IO完成端口相关的一些操作。

这里由于我加入了一个昵称，所以需要维护socket连接和昵称之间的对应关系，这里使用map来存在socket和昵称之间的对应关系，并且由于第一次发送数据时发送的是昵称，所以我们可以根据这个map中是否存在这个socket来判断这次处理的连接请求是否是第一次连接，如果是第一次连接，将socket和昵称存储起来并将信息发送出去，如果不是，直接将信息发送出去。

总结起来就是：客户端改变的是接收和发送的模式，此时客户端的结构其实都已经有了一些变化，所以上面画了张图。但是服务器端只是一些一些数据传输上的变化，整个程序的框架还是没有发送变化，所以图就不画了。

特别需要注意的是MFC对话框和其它线程之间如何传输数据这个问题。可以将对话框的指针作为参数传递进线程中。

还有一些与ip控件处理相关的代码就不列举了。