施磊老师基于muduo网络库的集群聊天服务器(四)

Zhuai-行淮2025-04-23 17:42

文章目录

实现登录业务

登录业务代码

要考虑细一点: 登陆成功, 登录失败, 哪里失败了, 登录成功更新状态

chatservice.cpp

c++ 复制代码 
// 处理登录业务
void ChatService::login(const TcpConnectionPtr &conn, json &js, Timestamp time)
{
    // LOG_INFO<<"do login service"; //测试用
    //int id = js["id"];
    int id = js["id"].get<int>();  // js字符串 转成整型
    string pwd = js["password"];

    User user = _usermodel.query(id);
    if (user.getId() == id && user.getPwd() == pwd) // id默认为-1
    {
        // 登陆成功
        if (user.getState() == "online") // 用户在线, 不允许重复登录
        {
            json response;
            response["msgid"] = LOGIN_MSG_ACK;
            response["errno"] = 2;
            response["errmsg"] = "用户已经登录, 不允许重复登录!";
            conn->send(response.dump());
        }
        else
        {
             user.setState("online");   //登录成功, 更新状态
            _usermodel.updateState(user);  // 刷新状态
            json response;
            response["msgid"] = LOGIN_MSG_ACK;
            response["errno"] = 0;
            response["id"] = user.getId();
            response["name"] = user.getName();
            conn->send(response.dump());
        }
    }
    else
    {
        // 登录失败
        if (user.getId() == -1) // 没找到
        {
            json response;
            response["msgid"] = LOGIN_MSG_ACK;
            response["errno"] = 1;
            response["errmsg"] = "用户名不存在!";
            conn->send(response.dump());
        }
        else if (user.getPwd() != pwd)
        {
            json response;
            response["msgid"] = LOGIN_MSG_ACK;
            response["errno"] = 3;
            response["errmsg"] = "密码错误!";
            conn->send(response.dump());
        }
    }
}

补全数据库接口:查询,更新状态

usermodel.hpp

c++ 复制代码 
// 更新 用户状态信息
    bool updateState(User user);

usermodel.cpp

c++ 复制代码 
User UserModel::query(int id)
{
    //1. 组装 sql语句
    char sql[1024]={0};
    sprintf(sql, "select * from user where id=%d", id);

    MySQL mysql;
    if(mysql.connect())
    {
        MYSQL_RES *res = mysql.query(sql);   // 数据库api
        if(res!=nullptr)
        {
            MYSQL_ROW row = mysql_fetch_row(res);
            if(row != nullptr)
            {
                User user;
                user.setId(atoi(row[0]));
                user.setName(row[1]);
                user.setPwd(row[2]);
                user.setState(row[3]);

                mysql_free_result(res); // 释放一下资源, 否则内存不断泄露
                return user;
            }
        }
    }
    return false;

}

// 更新 用户状态信息
bool UserModel::updateState(User user)
{
    //1. 组装 sql语句
    char sql[1024]={0};
    sprintf(sql, "update user set state='%s' where id=%d",user.getState().c_str(), user.getId());

    MySQL mysql;
    if(mysql.connect())
    {
        if(mysql.update(sql))
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

注意学习一下里面用到的数据库api

测试与问题

问题1:

c++ 复制代码 
reason: [json.exception.type_error.302] type must be number, but is null

检查一下, 本代码 使用 用户id 进行登录, 而不是用户名!

测试的话, 事先查一下 用户id

c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":22,"password":"101010"}

问题2:

.get<int>()--js字符串转整型-->错误, 不支持 字符串转int

  • get<T>() 不是设计用来做隐式转换的 ，而是严格类型检查工具。
  • 它的意义在于 强制开发者明确处理类型问题，避免隐藏的运行时错误。
c++ 复制代码 
int id = js["id"].get<int>();  // js字符串 转成整型
c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":22,"password":"101010"}
//还没有设计下线 状态改变,  自己多试试那几种登录情况

js["id"] 转 int 的几种方式

  1. js["id"].get<int>()
    • ✅ "id":22 → 22
    • ❌ "id":"22" → 抛出异常 （需 try-catch）
  2. int id = js["id"]
    • ✅ "id":22 → 22（隐式转换）
    • ❌ "id":"22" → 编译错误
  3. js.value("id", 0)
    • ✅ "id":22 → 22
    • ✅ "id":"22" → 返回默认值 0（不抛异常）

用户连接信息与线程安全

聊天服务器是长连接服务器

长连接的特点

  1. 持久连接：客户端与服务器建立连接后保持长时间开放
  2. 双向通信：服务器可以主动向客户端推送消息
  3. 低延迟：省去了频繁建立/断开连接的开销

聊天服务器为何适合长连接

  1. 实时性要求：需要即时推送新消息给在线用户
  2. 频繁交互：聊天场景下用户会持续发送和接收消息
  3. 状态保持：可以维持用户在线状态、未读消息等上下文

如何找到用户B的连接？

服务器必须主动推 ：当用户A发给用户B时，服务器需要立刻找到用户B的连接，把消息推过去

**解决方案：**维护一个"用户ID ⇨ 连接"的映射表

在业务层存储用户的连接信息

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
//存储在线用户的 连接信息
    unordered_map<int, TcpConnectionPtr> _userConnMap; // 只有登录成功了, 才会存储

src/server/chatservice.cpp

c++ 复制代码 
//登陆成功里 添加---具体看自己代码, 哪里是登陆成功
// 存储用户登录信息
            // _userConnMap.insert({id, conn});
            _userConnMap.emplace(id,conn);

多线程安全问题

onMessage()---> 在网络库中, 会被多线程调用, 业务层要 考虑 现成安全

在线用户信息 在 运行中, 是不断改变的, 一定要考虑 线程安全!!

加锁!

锁的力度 一定要小!!!

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
//定义互斥锁, 保证_userConnMap安全
    mutex _connMutex;

    //存储在线用户的 连接信息
    unordered_map<int, TcpConnectionPtr> _userConnMap; // 只有登录成功了, 才会存储

src/server/chatservice.cpp

使用 作用域, 时加锁力度 尽可能小!!

c++ 复制代码 
// 存储用户登录信息
            // _userConnMap.insert({id, conn});
            {
                lock_guard<mutex> lock(_connMutex); // 自动解锁
            _userConnMap.emplace(id,conn);
            }

处理客户端异常退出

处理情况:-功能不完善

必须是客户端 断开连接, 服务端不能断开, 就算是 服务端断开连接, 客户端必须先退出, 否则 这个 修改状态 无法完成

客户端只要断开连接, 就需要修改用户的 状态

两个任务:

  1. 删除该用户的 在线用户连接信息
  2. 修改用户在数据库中的状态

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
// 客户端异常退出处理
    void clientCloseException(const TcpConnectionPtr &conn);

src/server/chatservice.cpp

c++ 复制代码 
// 客户端异常退出处理

void ChatService::clientCloseException(const TcpConnectionPtr &conn)
{
    User user;
    {
        lock_guard<mutex> lock(_connMutex);
        for (auto it = _userConnMap.begin(); it != _userConnMap.end(); ++it)
        {
            if (it->second == conn)
            {
                user.setId(it->first);
                _userConnMap.erase(it);
                break;
            }
        }
    }
    if(user.getId()!=-1)
    {
        //更新用户状态信息
    user.setState("offline");
    _usermodel.updateState(user);
    }
    
}

src/server/chatserver.cpp

c++ 复制代码 
void ChatServer::onConnect(const TcpConnectionPtr& conn)
{
    // 客户端断开连接 
    if(!conn->connected())
    {
        //客户端异常退出
        ChatService::instance()->clientCloseException(conn);
        conn->shutdown();
    }
}

测试

一定要退出 telnet

完成

点对点聊天业务(在线)

传什么?

c++ 复制代码 
msgid: //说明是什么业务
fromid: id
fromname:
to: id
msg: "......"

业务处理逻辑

客户端发送聊天消息 → 服务器收到并解析

首先判断接收者（to）是否在线：

  • **在线：**直接通过 connection 转发消息
  • **离线：**将消息存入离线消息表（后续上线时再发送）

为保证线程安全 ，访问用户连接表时加锁（用 lock_guard）

代码结构规划

include/public.hpp

c++ 复制代码 
ONE_CHAT_MSG //一对一聊天

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
// 一对一 聊天业务
    void oneChat(const TcpConnectionPtr &conn, json &js, Timestamp time);

src/server/chatservice.cpp

c++ 复制代码 
// 一对一 聊天业务  并进行处理器绑定
void ChatService::oneChat(const TcpConnectionPtr &conn, json &js, Timestamp time)
{
    int toid = js["to"].get<int>();

    {
        lock_guard<mutex> lock(_connMutex);
        auto it = _userConnMap.find(toid);
        if(it!=_userConnMap.end())
        {
            //在线, 转发消息
            it->second->send(js.dump());
            return;
        }
    }

    //不在线, 存储离线消息

}

调试与测试：

  • 使用手动构造 JSON 数据模拟客户端行为进行测试
  • 验证用户注册、登录、消息发送与接收是否正常
c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":22,"password":"101010"}
{"msgid":3,"name":"hzh1","password":"101010"}
{"msgid":1,"id":23,"password":"101010"}
{"msgid":5,"id":22,"from":"hzh","to":23,"msg":"i am hzh!hello!"}
{"msgid":5,"id":23,"from":"hzh1","to":22,"msg":"我不认识你!"}

离线消息存储业务

设计数据库表：

  • 创建 offline_message 表，包含 user_id 和 message 两个字段。
  • 这样设计是为了简单高效地存储每个用户的离线消息。

Model 类封装：

定义了 OfflineMessage 类来封装与离线消息表的交互。这样做的目的是将数据库操作与业务逻辑解耦，符合"分层设计"的原则。通过这一层的封装，业务代码与数据库操作分离，减少了耦合，提高了代码的可维护性。

  • 创建 OfflineMessage 类，提供方法：
    • insert: 存储离线消息。
    • remove: 删除某个用户的所有离线消息（避免用户登录后再收到历史消息）。
    • query: 查询用户的所有离线消息，返回一个 vector 容器。

操作流程：

  • 插入消息 ：当用户不在线时，将消息存入 offline_message 表。
    • 离线消息的增加会在数据库表 offlinemessage 中插入一条新记录。即使 userid相同，每次插入的消息都会作为一条独立的记录存储在表中，因为没有任何逻辑限制userid的重复。
  • 查询消息 ：用户登录时，查询该用户的所有离线消息，并返回给用户。
    • 由于会重复, 所以 要用vector, 每条都加进去
  • 删除消息：用户登录后，查询并返回离线消息后，删除该用户的所有消息，确保下次登录时不再重复。

代码结构:-单台

还不考虑 在另一台 上, 需要同步消息

include/server/offlinemessagemodel.hpp

c++ 复制代码 
#ifndef OFFLINEMESSAGEMODEL_H
#define OFFLINEMESSAGEMODEL_H

#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

// 提供离线消息表的操作接口方法
class OfflineMessageModel
{
public:
    // 添加离线消息
    void insert(int userid, const string &msg);

    // 删除离线消息
    void remove(int userid);

    // 查询离线消息
    vector<string> query(int userid);
};

#endif

src/server/offlinemessagemodel.cpp

c++ 复制代码 
#include "offlinemessagemodel.hpp"
#include "db.h"
#include <iostream>

// 添加离线消息
void OfflineMessageModel::insert(int userid, const string &msg)
{
    // 1. 创建数据库连接
    // 2. 执行 SQL 语句插入离线消息
    // 3. 关闭数据库连接
    // 4. 返回插入结果
    char sql[1024] = {0};
    sprintf(sql, "insert into offlinemessage (userid, message) values (%d, '%s')", userid, msg.c_str());

    MySQL mysql;
    if (mysql.connect())
    {
        mysql.update(sql);
    }

}

// 删除离线消息
void OfflineMessageModel::remove(int userid)
{
    // 1. 创建数据库连接
    // 2. 执行 SQL 语句删除离线消息
    // 3. 关闭数据库连接
    // 4. 返回删除结果
    char sql[1024] = {0};
    sprintf(sql, "delete from offlinemessage where userid = %d", userid);

    MySQL mysql;
    if(mysql.connect())
    {
        mysql.update(sql);
    }

}

// 查询离线消息
vector<string> OfflineMessageModel::query(int userid)
{
    // 1. 创建数据库连接
    // 2. 执行 SQL 语句查询离线消息
    // 3. 关闭数据库连接
    // 4. 返回查询结果
    char sql[1024] = {0};
    sprintf(sql, "select message from offlinemessage where userid = %d", userid);

    vector<string> vec;
    MySQL mysql;
    if(mysql.connect())
    {
        MYSQL_RES *res = mysql.query(sql);   // 数据库api
        if(res!=nullptr)
        {
            MYSQL_ROW row;
            while((row = mysql_fetch_row(res)) != nullptr)
            {
                vec.push_back(row[0]); // 将查询到的消息添加到结果向量中
            }
            mysql_free_result(res); // 释放一下资源, 否则内存不断泄露
        }
        return vec;
    }

    return vec;
}

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
#include <offlinemessagemodel.hpp>


// 离线消息操作对象
    OfflineMessageModel _offlineMsg;

src/server/chatservice.cpp

c++ 复制代码 
//补充 点对点聊天的 离线存储业务    
//不在线, 存储离线消息
    _offlineMsg.insert(toid, js.dump());
c++ 复制代码 
//补充 登录业务, 登陆成功后, 查询是否有离线消息

// 查询离线消息
vector<string> vec = _offlineMsg.query(id);
if (!vec.empty())
{
    response["offlinemsg"] = vec; // 离线消息  js可以直接序列化容器
    // 离线消息发送完毕, 删除离线消息
    _offlineMsg.remove(id);       
}

问题

新增了文件, 容易出现 链接错误, 因为找不到

需要把 build里面的全部删了, 重新 cmake

测试

c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":22,"password":"101010"}
{"msgid":5,"id":22,"from":"hzh","to":23,"msg":"i am hzh!hello!"}

至此, 数据库 离线消息 表已经存储了, 可以自行查看

c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":23,"password":"101010"}

至此, 数据库 离线消息 表已经 删除了

服务器异常下线

功能不完整

之前，客户端异常下线主要导致了用户状态的变化。然而，目前更常遇到的是服务器端异常，例如无法识别字符或格式错误，这些问题通常会导致服务器异常下线。

这种异常 导致 用户 状态 没改变, 所以 需要 进行完善!!

目前 仅处理 服务端 ctrl+c 的异常, 暂不处理 客户端发过来消息 不对导致的 服务器退出问题

解决核心

使用信号捕捉函数: signal------这个实际一般不推荐

(一般使用sigaction()函数)-----老师没用这个

解决步骤

捕获终止信号 ：使用 signal.h 来捕获 Ctrl+C 终止信号（SIGINT），并在信号处理函数中进行用户状态的重置。

编写重置函数：

  • 在 chat service 中添加 reset 方法，用来重置用户的状态。
  • reset 方法调用 user model 中的 update 方法，将所有在线（online）状态的用户状态更新为离线（offline）。

确保正确更新数据库 ：通过 SQL 语句 UPDATE user SET state = 'offline' WHERE state = 'online' 来批量更新数据库中用户的状态。

测试过程：

  • 在正常登录和退出后，测试通过 Ctrl+C 强制结束服务器，确保所有用户的状态都被成功更新为离线（offline）。
  • 在服务器重启后，验证用户状态是否恢复正确。

低耦合性

main.cpp 仅负责信号捕获，ChatService 处理业务逻辑，UserModel 负责数据库操作

代码结构

src/server/main.cpp

使用信号捕捉

c++ 复制代码 
#include <signal.h>
#include "chatservice.hpp"

void resetHandler(int)
{
    ChatService::instance()->reset();
    exit(0);
}


//main
signal(SIGINT, resetHandler);

include/server/chatservice.hpp

c++ 复制代码 
    // 服务器异常退出处理, 重置用户状态函数
    void reset();

src/server/chatservice.cpp

c++ 复制代码 
// 服务器异常退出处理, 重置用户状态函数
void ChatService::reset()
{
    // 更新所有用户的状态----把在线用户都设置为离线
    _usermodel.resetState();
}

include/server/usermodel.hpp

c++ 复制代码 
// 重置用户状态
    void resetState();

src/server/usermodel.cpp

c++ 复制代码 
// 重置用户状态
void UserModel::resetState()
{
    //1. 组装 sql语句
    char sql[1024]={0};
    sprintf(sql, "update user set state='offline' where state='online'");

    MySQL mysql;
    if(mysql.connect())
    {
        mysql.update(sql);
    }
}

测试

c++ 复制代码 
{"msgid":1,"id":22,"password":"101010"}
服务器:  ctrl+c
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