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"] + "

";
                    }
                    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 + "
";
            //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！~