golang 实现 tcp-聊天室

golang 实现 tcp-聊天室

以下代码都已传到github平台：https://github.com/ElzatAhmed/go-tcp-chatroom

想必做golang网络开发的同学对gosdk中net/http包十分熟悉，使用net/http可以快速实现http服务器的搭建。但是大家对tcp协议的直接使用可能就没有那么熟悉了。在接下来的文档里我将讲解如何使用gosdk中的net包实现一个以tcp协议为基础的简易的终端群聊聊天室应用。
在dive in之前，需要回顾/介绍以下golang并发编程中的核心概念：

goroutine

在go.dev中是这么介绍goroutine的 A goroutine is a lightweight thread managed by the Go runtime，goroutine是一种被go runtime管理的轻量级线程，其并不会直接对应到重量级的系统线程上，而是被go scheduler调度到少量的系统线程上进行维护。所以在一个go程序中，我们可以同时创造成千上万个goroutine，将其交给go runtime去进行调度和垃圾回收。

channel

不知道你是否听说过一种理论叫做CSP，Communicating Sequential Processes，go将其核心思想总结成以下 Do not communicate by sharing memory, share memory by communicating，也就是说不要利用共享内存的方式去交互，利用交互的方式去共享内存（这里的交互这一名词可能用得不太对，大家可以以communication去理解）。channel正是利用这种思想而定义的。channel可以被理解为支持写入和读取的消息管道，其是完全并发安全，channel的每一个元操作都是以单线程的方式进行的，这就代表我们不仅能利用channel进行线程间通信，我们还可以利用它实现锁。以下是一种利用buffered channel (size大于0的channel) 实现的结构非常简单的锁：

package chlock

// Chlock is a locker implemented using channel
type Chlock struct {
   
	ch chan interface{
   }
}

// New returns the pointer to a new Chlock struct
func New() *Chlock {
   
	return &Chlock{
   
		ch: make(chan interface{
   }, 1),
	}
}

// Lock writes once to the channel and
// blocks all the other goroutines which tries to write
func (lock *Chlock) Lock() {
   
	lock.ch <- struct{
   }{
   }
}

// Unlock reads from the channel and unblock one goroutine
func (lock *Chlock) Unlock() {
   
	<-lock.ch
}

创建1000个goroutine对同一个全局变量count进行加一操作去测试我们实现的ChLock是否有效：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"

	"github.com/elzatahmed/channel-lock/chlock"
)

var count int

func main() {
   
	var wg sync.WaitGroup
	wg.Add(1000)
	lock := chlock.New()
	for i := 0; i < 1000; i++ {
   
		go add(lock, &wg)
	}
	wg.Wait()
	fmt.Printf("count = %d\n", count)
}

func add(lock *chlock.Chlock, wg *sync.WaitGroup) {
   
	lock.Lock()
	defer wg.Done()
	defer lock.Unlock()
	count++
}

输出：

➜  channel-lock go run main.go
count = 1000

介绍完goroutine和channel之后我们就dive in到实现tcp聊天室的过程当中：

tcp聊天室的实现

首先我们开始打造聊天室的模型基础：

模型

第一个模型即用户模型，我们简单的以用户的名字作为用户的主键，并为其创建两个channel：

1. receive channel：即获取消息的channel
2. done channel：发送/获取断开连接的channel

// user is a single connection to the tcp chat server
type user struct {
   
	name    string
	receive chan message
	done    chan interface{