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socket多线程图形化界面聊天室实例

时间：2022-06-27 22:06:39

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socket多线程图形化界面聊天室实例

sockert多线程聊天室

一、项目地址二、socket简介三、socket类型1、流格式套接字（SOCK_STREAM）2、数据报格式套接字（SOCK_DGRAM）四、socket通信逻辑五、socket创建六、socket编程完整步骤(TCP)1、服务端2、客户端七、socket(TCP)多线程图形化界面聊天室实例1、需求分析2、具体实现（1）服务器端（2）客户端八、远程服务器测试

效果图：

一、项目地址

socket-chat-room

二、socket简介

socket 的原意是“插座”，在计算机通信领域，socket 被翻译为“套接字”，它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。通过 socket 这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。

socket “插座”

socket 的典型应用就是 Web 服务器和浏览器：浏览器获取用户输入的 URL，向服务器发起请求，服务器分析接收到的 URL，将对应的网页内容返回给浏览器，浏览器再经过解析和渲染，就将文字、图片、视频等元素呈现给用户。

三、socket类型

根据数据的传输方式，可以将 Internet 套接字分成两种类型。通过 socket() 函数创建连接时，必须告诉它使用哪种数据传输方式。

1、流格式套接字（SOCK_STREAM）

流格式套接字(Stream Sockets)也叫“面向连接的套接字”，在代码中使用SOCK_STREAM 表示。

特点:

用TCP协议;数据在传输过程中不会消失；数据是按照顺序传输的；数据的发送和接收不是同步的。

可以将 SOCK_STREAM 比喻成一条传送带，只要传送带本身没有问题（不会断网），就能保证数据不丢失；同时，较晚传送的数据不会先到达，较早传送的数据不会晚到达，这就保证了数据是按照顺序传递的。

2、数据报格式套接字（SOCK_DGRAM）

数据报格式套接字(Datagram Sockets也叫“无连接的套接字”，代码中使用SOCK_DGRAM 表示。

特点

用UDP协议；强调快速传输而非传输顺序；传输的数据可能丢失也可能损毁；限制每次传输的数据大小；数据的发送和接收是同步的。

众所周知，速度是快递行业的生命。用摩托车发往同一地点的两件包裹无需保证顺序，只要以最快的速度交给客户就行。这种方式存在损坏或丢失的风险，而且包裹大小有一定限制。因此，想要传递大量包裹，就得分配发送。

QQ 视频聊天和语音聊天就使用 SOCK_DGRAM 来传输数据，因为首先要保证通信的效率，尽量减小延迟，而数据的正确性是次要的，即使丢失很小的一部分数据，视频和音频也可以正常解析，最多出现噪点或杂音，不会对通信质量有实质的影响。

注意：SOCK_DGRAM 没有想象中的糟糕，不会频繁的丢失数据，数据错误只是小概率事件。

四、socket通信逻辑

socket是基于C/S架构的，也就是说进行socket网络编程，通常需要编写两个文件，一个服务端，一个客户端。

其通信逻辑如下(图源网络）：

五、socket创建

此处以Python语言为例，说明如何创建套接字。

在Python中，import socket后，用socket.socket()方法来创建套接字，语法格式如下：

sk = socket.socket([family[, type[, proto]]])

参数说明：

family: 套接字家族，可以使AF_UNIX或者AF_INET。

type: 套接字类型，根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，也就是TCP和UDP的区别。

protocol: 一般不填默认为0。

下面是具体的参数定义：

通过sk = socket.socket()方法，我们可以获得一个socket对象sk，也就是通常说的获取了一个“套接字”，该对象具有以下方法：

注意事项：

Python3以后，socket传递的都是bytes类型的数据，字符串需要先转换一下，string.encode()即可；另一端接收到的bytes数据想转换成字符串，只要bytes.decode()一下就可以。

在正常通信时，accept()和recv()方法都是阻塞的。所谓的阻塞，指的是程序会暂停在那，一直等到有数据过来。

六、socket编程完整步骤(TCP)

1、服务端

创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口：

socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM),

设置socket选项（可选)，s.bind() 开始监听连接：s.listen()

进入循环，不断接受客户端的连接请求：s.accept() 接收传来的数据，或者发送数据给对方：s.recv()

s.sendall() 传输完毕后，关闭套接字：s.close()

2、客户端

创建套接字，连接服务器地址：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect()连接后发送数据和接收数据：s.sendall(),s.recv()传输完毕后，关闭套接字：s.close()

七、socket(TCP)多线程图形化界面聊天室实例

1、需求分析

通过以上对socket编程的一些讲解，可以发现单纯的在命令行实现socket通信并不算太难，如果给它加上图形化界面，会更直观。所以我们就一起来实现一个socket(TCP)多线程图形化界面聊天室吧。

根据需求分析，此聊天室项目主要包含两个方面：

socket网络编程图形化界面

socket网络编程我们上面已经讲解过一些基础知识，接下来只要用Python去实现即可,。至于图形化界面，我们这里用的是python自带的GUI库tkinter,其跨平台性能良好，并且本身就是为快速GUI开发而生，已经比较成熟。除了tkinter，读者也可以使用其他的GUI框架，比如PyQt，此处就不具体实现了。

2、具体实现

我们结合代码具体讲解，此处主要包含两个py文件，一个服务器端server.py,一个客户端client.py。因为服务器端主要是接受客户端请求并返回消息，所以此处我们将图形化界面的编写融合到客户端的代码文件中，更加“直观”的感受客户端的请求发送。

需要注意的是，此处我们使用了Python内置的threading模块进行多线程处理，因为Python的socket模块，默认情况下创建的是单进程单线程，同时只能处理一个连接请求。

（1）服务器端

服务端主要包含用户字典库，以及服务端接受及处理服务端请求。

此处为类的定义(完整代码见：socket-chat-room)：

import socket import threadingfrom settings import Local_Host,Local_Port#User database for authenticationdb = {'北落':'Love','师门':'You','北落师门':'Forever',} class ChatServer:clients_list = []#客户端列表last_received_message = "" #接收的最新请求def __init__(self):self.server_socket = Noneself.create_listening_ser

运行服务器端server.py，可以发现服务正在监听等待请求消息：

（2）客户端

客户端主要为图形化界面的实现，以及请求的发送与接收。

此处为类的定义(完整代码见：socket-chat-room)

from tkinter import Tk, Frame, Scrollbar, Label, END, Entry, Text, VERTICAL, Button, messagebox import socket import threading class GUI:client_socket = Nonelast_received_message = None def __init__(self, master):self.root = masterself.chat_transcript_area = Noneself.name_widget = Noneself.password_widget = Noneself.enter_text_widget = Noneself.join_button = Noneself.initialize_socket() #初始化socketself.initialize_gui() #图形化界面self.listen_for_incoming_messages_in_a_thread() #监听消息

运行客户端代码client.py)，可以看到服务端显示有客户端请求：

此时客户端部分，桌面会弹出一个新的页面，如下所示：

可以看到，图形化界面主要包含三个部分：

聊天区：用于展示(多个)客户端发送的请求消息用户信息区：用户的昵称、密码，点击加入群聊，服务端进行身份验证，通过后，可以开始聊天。消息编写发送区：键入需要发送的消息，回车发送。

键入昵称与密码后，服务端会进行身份验证，主要是通过将昵称与密码结合成字符串，发送至服务端，服务端将其与自身保存的用户字典中的用户进行匹配。若在字典中，则验证通过，服务器端显示成功连接：

此时客户端的昵称、密码输入框以及加入群聊按钮都被禁用，即不允许再修改身份：

若身份验证失败，则服务端显示身份验证失败，断开连接：

此时客户端弹出身份验证失败提示框：

当新的客户端加入聊天室时，聊天区会展示该用户已加入群聊(has joined）。在两个客户端分别键入消息并发送，其结果如下：

注意：

通过tkinter的事件绑定，昵称、密码输入后，点击“加入群聊”按钮，输入框状态修改为"disabled",即无法再修改身份信息。

聊天区也绑定了事件，即聊天区消息无法通过键盘输入或修改。