【Go 实践】实现一个简单的多人聊天室
简介
本文使用 go 实现了一个多人聊天室，参考文章为 Writing a Chat Server in Go，点击查看中文翻译版。
本文的特点在于：将原始项目分为自底向上的若干个阶段，新手可以一步步地实现系统的不同模块，逐渐掌握相应知识点。源码里有详细的注释，引导你在不看源代码的情况下自己实现相应代码。
本文假设你：
- 了解 go 语言的基本语法
- 了解 git 的使用
完成本项目，你将学会这些内容：
- Reader 方法的基本使用
- 使用
net包实现一个 tcp 服务器：监听端口、建立连接、提供服务 - sync 加锁
- goroutine 与 channel
- gob 的基本使用
运行
运行环境：go 1.13.1
- 打开
GO111MODULE，运行go mod download安装依赖 - 启动 server：
server/cmd目录下运行go run main.go - 启动 client：
tui/cmd目录下运行go run main.go -server=localhost:3333，可以在多个窗口启动不同的客户端
学习方法
本项目共有 5 个分支，对应 4 个阶段。这 5 个分支依次为：
v0-template-code：模板代码，包含详细的注释，但未实现相应的方法v1-protocol-reader-writer：实现了基于字符串方式的协议的编解码v2-server-implementation：实现了服务端v3-client-implementation：实现了客户端v4-gob-protocol：使用 gob 作为通信协议
对应的阶段为：
- 实现基于字符串的通信协议：v0 -> v1
- 实现服务端：v1 -> v2
- 实现客户端：v2 -> v3
- 使用 gob 作为通信协议：v3 -> v4
建议从 v0 开始，根据注释内容依次实现每个模块。如果实在摸不着头脑，可以查看 master 分支下的代码获得提示。
步骤简介
1. 实现协议
运行：
git checkout v0-template-code
在这一步我们要实现通信协议。TCP 传输的都是无格式的字节流，我们需要定义这些字符串的格式，以在客户端和服务端能解析出相应的命令与参数。
客户端与服务端通过 TCP 传输的是字符串，因此需要规定一个将字符串解析为命令的协议。
约定一条命令的格式如下所示：
[命令类型] [参数1] [参数2] ... [参数n]\n
每条命令以换行符结尾。
命令一共有三种：
NAME：客户端设置用户名SEND：客户端发送聊天消息MESSAGE：服务端广播聊天消息给其他用户
比如客户端发送聊天消息的命令为：
SEND somemessage\n
服务端广播消息给其他用户的命令为：
MESSAGE username somemessage\n
protocol/command.go 中定义了命令的类型。需要实现 protocol/reader.go 与 protocol/writer.go 中的相应方法。
2. 实现服务端
运行：
git checkout v1-protocol-reader-writer
在这一步我们要实现服务端。服务端接受客户端的连接请求，并保存所有连接以在之后向客户端发送数据。
服务端的工作流程为：
- Listen：启动一个服务器，监听一个端口
- Accept & Serve：与客户端建立一个连接，并为其提供服务
- Remove：在客户端退出连接后，删除该客户的的连接
- Close：停止监听端口，关闭服务器
服务端与客户端的交互有：
- 接受客户端发来的消息，并广播（broadcast）给其他客户端
- 设置某个客户端的名称
server/server.go 将服务端的行为定义为一个接口，server/tcp_server.go 为相应的实现。
3. 实现客户端
运行：
git checkout v2-server-implementation
在这一步我们要实现客户端。客户端其实比较简单，只需要连接到服务端，然后向服务端发送消息或接收服务端的消息。这部分的工作主要在于 UI 的实现，不过我没有单独抽离它。感兴趣的读者可以查看 tui/ 目录下的源码。
4. 使用 gob 作为通信协议
运行：
git checkout v3-client-implementation
在这一步我们要使用 gob 作为通信协议，替换原来的基于字符串的协议。只需要修改 protocol/reader.go 和 protocol/writer.go 的 Read() 和 Write() 方法，涉及到 gob 的两组方法：NewEncoder/Encoder、NewDecoder/Decode。是不是很方便！
下一步优化
这个项目还可以进一步优化，欢迎感兴趣的读者提交你的 PR！
- 使用 RPC 调用而不是 TCP 调用，如 grpc
- 数据持久化：使得后加入聊天室的人也能看到之前的聊天记录，数据存储方式可以为 gob 编码
- 服务端支持多个聊天室
- 高阶内容：支持断线重连，可以查看这篇文章
参考资料：