Пишем чат для локальной сети, используя C++ Builder. Серверная часть
Несколько месяцев назад понадобилось разработать чат для локальной сети одного офиса, а также выступить с этой программой на научной конференции. Делать его я решил в среде разработки Builder C++ 2006. При написании статьи у меня возникла одна самая главная проблема — полное отсутствие опыта в работе с сетями в билдере, поэтому статью пишу для таких же «программистов», как я. Отмечу сразу, в интернете найдется множество программ, которые, несомненно, будут лучше моей, но задание было не найти программу, а разработать. Статья получится большая, поэтому разделю ее на 2 части — серверную и клиентскую. Первым делом надо было решить, что это будет за приложение.
Первое, что пришло в голову — открывать сервер на каждом компьютере, объединяя все компьютеры в кольцо. Сообщение передавать тому клиенту, к которому мы сейчас подключены. Там проверять, нам ли это сообщение, или нет; если нет — то отправлять дальше до тех пор, пока оно не достигнет адресата. Идея не понравилась, главным образом из-за того, что не хотелось, чтобы сообщение проходило через промежуточных пользователей.
Вторая идея мне понравилась. Пусть это будет клиент-серверное приложение. Открываем на одном компьютере сервер, все клиенты подключаются к нему. С клиента отправляем сообщение на сервер, а он уже перенаправляет его адресату. Кстати говоря, второе преимущество этой сетевой архитектуры состоит в том, что каждому клиенту нужно знать только один IP адрес — IP-адрес сервера. Да и при выходе клиента из сети не придется искать того, к кому он был подключен.
Конечно же, должен присутствовать графический интерфейс, причем такой, чтобы работал по принципу «plug and play» — запустил программу и сразу можно приниматься за переписку. Поэтому в окне программы будет минимум компонентов, даже не будет меню бара.
Как будем пересыпать сообщения? Используя сокеты, а именно стандартные компоненты билдера ClientSocket и ServerSocket, которые будут использоваться в программах клиента и сервера соответственно.
Реализация СерверПрограмма-сервер рассчитана на одноразовое использование. Т.е. при выходе из нее не сохраняется никакая информация о клиентах, в самой же программе все хранится в массиве. Вообще, сам интерфейс сокетов достаточно интересен. Для того, чтобы отправить сообщение клиенту, используется команда SendText, принимающая строку сообщения типа AnsiString (где-то я вычитал про длину в 4,3 миллиарда символов, что само собой впечатляет), но чтобы отправить его именно тому, кому нужно, следует указывать номер клиента, а не, например, его IP-адрес. При этом номера клиентам выдаются в том порядке, в каком они подключились. В .h файле объявлен массив m типа AnsiString, состоящий из 100 элементов. Честно говоря, я не проверил максимально возможное количество подключений к серверу, поэтому будем считать, что оно ограничивается только величиной этого массива. При подключении клиента первым делом отправляется его имя на сервер. Оно вносится в первую свободную ячейку массива, при этом номер элемента и будет являться номером клиента, по которому мы будем отправлять сообщения. Чтобы найти первую пустую ячейку, я написал функцию analog(), которая просто перебирает массив и возвращает номер пустой ячейки.
В событии OnConnect сервера запускается таймер. Почему-то код исполняемый таймером у меня не получилось выполнять сразу в событии, поэтому таймер выполняет его и сразу же отключается. По таймеру сервер с помощью цикла отправляет всем клиентам сообщение, в котором в одной строке содержатся все имена подключенных в данный момент клиентов. Зачем это сделано — я расскажу в описании клиента. Список же клиентов формирует функция online() «склеивающая» имена клиентов из массива.
Однако, все самое интересное происходит в событии сервера OnRead. Структура каждого сообщения, посылаемого как клиентом, так и сервером, обязательно содержит в начале 4 цифры. Это случайная комбинация цифр, придуманная мной для того, чтобы сервер и клиент могли различать сообщения, необходимые для «авторизации», или же сообщения, содержащие в себе текст для пересылки. Всего клиент может посылать серверу 4 типа сообщений. Сообщения с кодом 6141 посылаются серверу при первом подключении, они также сообщают серверу имя нового клиента, а сервер вносит его в массив и выводит в Memo (декоративном элементе, созданном просто чтобы знать, кто в данный момент подключен). Сообщение с кодами 5280 и 5487 потеряли свою актуальность, но почему то не были убраны мной из кода сервера. Сообщения с кодом 3988 самые важные. Это и есть сообщения содержащие в себе всю информацию для обмена сообщениями между пользователями. Структура такого сообщения:
3988<Имя отправителя>%<Имя получателя>:<Текст сообщения>.
Вообще, из каждого полученного сообщения сервер первым делом выделяет код методом SubString, от этом в дальнейшем зависят его дальнейшие действия. Из этого же сообщения сервер также выделяет меня отправителя и получателя, а также текст сообщения. Затем формируется сообщение вида 7788<Имя отправителя>:<Текст сообщения>. Оно отправляется клиенту-получателю. Как, если известно только его номер а не имя? Для этого написана функция numer(AnsiString), принимающая имя, перебирающая массив и возвращающая номер ячейки в котором это имя находится.
При отключении какого либо из клиента массив очищается, клиентам опять отправляется запрос на получение имени (при этом имена отправляются и принимаются в том порядке в каком подключены клиенты) и массив заново заполняется. Также клиентам сразу же отправляется новый список клиентов, находящихся в сети. Делается это также внутри таймера. Сообщения с запросом имени отправляются клиентам с помощью цикла:
Графическая частьВнешний вид окна сервера:
Изначально у меня не было в планах выводить какую либо информацию в окне сервера, но в итоге решил выводить самое важное: IP-адрес сервера, количество активных подключений, порт сервера, имя компьютера ка котором он запущен (почему-то всегда «1», исправить я это пока не смог), и список имен подключенных клиентов. Сервер сворачивается в область уведомлений. Реализовано это несколькими функциями, подробно разбирать я их не буду. Также на сервере полностью отключен отлов ошибок (которых вообще за 2 недели непрерывной работы не возникало, но мало ли, все таки полностью парализуется работа сети).
В заключение хочу сказать, что получилось достаточно примитивно написанный, однако стабильно работающий сервер, позволяющий одновременно переписываться 20 людям (больше я просто не проверял). Все исходники, exe-файлы и полный разбор кода клиента будут во второй статье.