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练习项目10:在线聊天室(下)

Python教程 小楼一夜听春语 4914浏览 0评论

这一篇教程,我们继续使用Python完成带有更多功能的聊天室。

因为功能比较多,这里我们先把功能归类,然后在此基础上编写代码。

分类示意图:

如上图所示,在新的功能中,我们要支持一些命令。

所以,需要一个对命令进行处理的类(CMDHandler)。

然后,房间实际上有三个,一个用于用户登入的房间(CheckInRoom),一个用于用户登出的房间(CheckOutRoom),还有就是进行聊天的房间(ChatRoom)。

房间都要包含一些功能,例如进入房间、离开房间、广播以及退出聊天室。

所以,我们抽象出一个房间类(Room),定义这些功能,再让具体的房间去继承。

除了以上所述内容,我们还要处理每一个来自客户端的连接与通信,这就需要创建聊天会话的类(ChatSession)和结束会话的类(EndSession)。

最后,还有启动服务创建与客户端连接的类(ChatServer)。

有了功能的具体划分之后,我们就依次来实现各个类。

1、导入模块

示例代码:

from asyncore import dispatcher
from asynchat import async_chat
import asyncore

2、CMDHandler类

在前面的示意图中,我们看到了如下命令:

  • login <用户名>:登录
  • logout:退出
  • say <发言内容>:发言
  • look:查看当前房间中的在线用户
  • who:查看当前服务器中的所有在线用户

注意:在当前案例中,我们只创建一个聊天室,所以房间中的用户和服务器中的用户是一样的,也就意味着look和who这两个命令的效果是相同的。

对应上述这些命令,我们需要编写相应的方法。

为了能够简单的调用命令所对应的方法,我们可以将方法名定义为:

  • login:do_login()
  • logout:do_logout()
  • say:do_say()
  • look:do_look()
  • who:do_who()

如上所述,每个方法名都是前缀“do_”和命令m名称组成。

所以,当我们获取到来自客户端的数据,就要对数据进行分析,获取数据中包含的命令,并根据不同的命令调用不同的方法。

不过,我们还要想到,用户可能会有错误的输入,没有输入命令,或者输入了错误的命令,这种情况我们也需要进行处理。

接下来,大家可以通过示例代码中的注释了解整个处理过程。

示例代码:

class CMDHandler:
    def unknown(self, session, cmd):  # 定义未知命令的处理方法
        session.push('不支持命令:{}\r\n请重新输入!\r\n'.format(cmd).encode('GBK'))  # 向客户端推送错误提示

    def handle(self, session, data):  # 定义命令的处理方法
        if data.strip():  # 判断去除空格后是否还有数据
            parts = data.split(' ', 1)  # 对数据以空格为分割符进行分割(最大分割次数为1次)
            cmd = parts[0]  # 分割后的第1部分为命令
            try:
                line = parts[1].strip()  # 将分割后的第2部分去除空格保存到变量
            except IndexError:  # 如果捕获索引错误
                line = ''  # 设置变量为空值
            method = getattr(self, 'do_' + cmd, None)  # 获取指定名称的方法对象

            try:
                method(session, line)  # 调用获取到的方法对象
            except TypeError:  # 如果捕获类型错误(没有找到方法)
                self.unknown(session, cmd)  # 调用未知命令的处理方法

3、Room类

这个类要定义房间的功能。

示例代码:

class Room(CMDHandler):
    def __init__(self, server):  # 定义初始化功能
        self.server = server  # 保存传入的服务器对象
        self.sessions = []  # 初始化会话列表

    def add(self, session):  # 定义单个用户进入房间的处理方法
        self.sessions.append(session)  # 将单个用户的会话添加到会话列表

    def remove(self, session):  # 定义单个用户离开房间的处理方法
        self.sessions.remove(session)  # 从会话列表中移除单个用户的会话

    def broadcast(self, line):  # 定义广播信息的处理方法
        for session in self.sessions:  # 遍历所有的用户会话
            session.push(line.encode('GBK'))  # 向每一个用户会话广播信息(注意编码)

    def do_logout(self, session, line):  # 定义退出命令的处理方法
        raise EndSession # 抛出结束会话的异常

这里要注意remove()方法和do_logout()方法的区别。

remove()方法是从一个房间离开的方法,例如离开CheckInRoom进入ChatRoom就会调用这个方法。

do_logout()方法是关闭客户端与服务器的连接对话的方法。

3、EndSession类

在上一段代码中我们看到了EndSession,它是我们定义的异常类,所以这个类要继承Exception类。

在这个类中,无需添加什么内容。

示例代码:

class EndSession(Exception):
    pass

4、CheckInRoom类

为了避免和登录这个动作混淆,这里我使用了CheckInRoom这个名称。

这就好像我们去开房,要先在登记处的房间进行登记,然后才能进入入住的房间。

在这个类中,我们要实现登录的相关处理,包括:

  • 用户进入房间时发送欢迎信息
  • 未使用login命令登录时的处理
  • 使用login命令登录时的的处理

并且,使用login命令登录时也有不同的情形需要处理:

  • 未带有用户名
  • 用户名已使用
  • 正确输入

接下来,大家还是通过代码中的注释理解这些功能的实现。

示例代码:

class CheckInRoom(Room):
    def add(self, session):  # 重写超类的方法
        Room.add(self, session)  # 重载超类的方法
        session.push('欢迎进入{}聊天室!\r\n'.format(self.server.name).encode('GBK'))  # 推送欢迎信息

    def unknown(self, session, cmd):  # 重写位置命令的处理方法
        session.push('请使用命令 <login 用户名> 进行登录!\r\n'.encode('GBK'))  # 推送命令错误的提示

    def do_login(self, session, line):  # 定义登录命令的处理方法
        name = line.strip()  # 数据中命令后方的内容去重空格后作为用户名
        if not name:  # 如果没有内容
            session.push('请输入用户名!\r\n'.encode('GBK'))  # 推送提示
        elif name in self.server.users:  # 如果服务器的用户列表中已有这个用户名
            session.push('用户名 <{}> 已被使用!\r\n'.format(name).encode('GBK'))  # 推送提示
        else:  # 正确输入时
            session.name = name  # 将用户名保存到会话
            session.enter(self.server.main_room)  # 将会话进入到主聊天房间

在上方代码中,enter()方法我们还没有定义,它是一个会话进入某个房间的方法,需要在ChatSession类中定义这个方法。

5、ChatRoom类

这个是聊天室的类,主要实现功能如下:

  • 一个会话进入当前房间的处理方法
  • 一个会话离开当前房间的处理方法
  • 处理say命令的方法
  • 处理look命令的方法
  • 处理who命令的方法

大家通过示例代码中的注释理解实现过程。

示例代码:

class ChatRoom(Room):
    def add(self, session):
        self.broadcast('用户 <' + session.name + '> 进入聊天室!\r\n')  # 广播用户进入房间的信息
        Room.add(self, session)  # 重载超类的方法
        self.server.users[session.name] = session  # 向服务器的用户列表添加会话的用户名

    def remove(self, session):
        self.broadcast('用户 <' + session.name + '> 离开聊天室!\r\n')  # 广播用户离开房间的信息
        Room.remove(self, session)  # 重载超类的方法

    def do_say(self, session, line):  # 定义say命令的处理方法
        self.broadcast(session.name + ':' + line + '\r\n')  # 广播用户的发言信息

    def do_look(self, session, line):  # 定义look命令的处理方法
        session.push('当前房间在线用户\r\n'.encode('GBK'))
        session.push('----------------------\r\n'.encode('GBK'))
        for user in self.sessions:  # 遍历所有会话
            session.push('{}\r\n'.format(user.name).encode('GBK'))  # 推送每个会话中的用户名信息

    def do_who(self, session, line):  # 定义who命令的处理方法
        session.push('当前服务器在线用户\r\n'.encode('GBK'))
        session.push('----------------------\r\n'.encode('GBK'))
        for user in self.server.users:  # 遍历服务器用户列表
            session.push('{}\r\n'.format(user).encode('GBK'))  # 推送服务器中所有的用户名信息

注意,上方代码中的“server.users”是服务器的用户列表,users需要在ChatServer类中定义。

6、CheckOutRoom类

还是以开房举例(虽然我很少干这个事),退房时,我们不能一走了之,也要到登记处的房间进行登记。

在这个类中,我们只需要定义进入登记房间的方法。

示例代码:

class CheckOutRoom(Room):
    def add(self, session):  # 重写进入房间的方法
        try:
            del self.server.users[session.name]  # 从服务器用户列表中移除当前会话的用户名
        except KeyError:
            pass

7、ChatSession类

在上一篇教程中我们编写过这个类,现在,我们再给它添加一些新的功能。

在这个类中,我们要对会话进行处理,包括会话进入房间、会话中的数据处理以及会话关闭的处理。

新增部分,在示例代码中添加了注释,大家还是通过注释进行理解。

class ChatSession(async_chat):
    def __init__(self, server, sock):
        async_chat.__init__(self, sock)
        self.server = server  # 保存传入服务器对象
        self.set_terminator('\r\n'.encode())
        self.data = []
        self.name = None  # 创建会话的用户名变量
        self.enter(CheckInRoom(server))  # 将当前会话添加到登录的房间

    def enter(self, room):  # 定义进入房间的方法
        try:
            current = self.room  # 获取当前会话的房间
        except AttributeError:  # 如果当前会话没有在任何房间
            pass
        else:  # 如果当前会话没有在某个房间
            current.remove(self)  # 从当前会话所在的房间移除当前会话
        self.room = room  # 设置当前会话的房间为传入的房间
        room.add(self)  # 传入的房间添加当前会话

    def collect_incoming_data(self, data):
        self.data.append(data.decode())

    def found_terminator(self):
        line = ''.join(self.data)
        self.data = []
        try:
            self.room.handle(self, line)  # 处理客户端发来的数据
        except EndSession:  # 捕获结束会话异常
            self.handle_close()  # 调用关闭连接的处理方法

    def handle_close(self):  # 重写关闭连接的处理方法
        async_chat.handle_close(self)  # 重载超类的方法
        self.enter(CheckOutRoom(self.server))  # 将当前会话进入退出登记的房间

8、ChatSever类

在上一篇教程中我们页编写过这个类,同样,我们在这里要添加和修改的内容。

具体添加的内容,大家看代码中的注释。

示例代码:

class ChatSever(dispatcher):
    def __init__(self, name, port):
        dispatcher.__init__(self)
        self.create_socket()
        self.set_reuse_addr()
        self.bind(('', port))
        self.listen(5)
        self.name = name  # 保存传入的聊天室服务器名称
        self.users = {}  # 初始化服务器用户列表
        self.main_room = ChatRoom(self)  # 设定主聊天房间

    def handle_accept(self):
        conn, addr = self.accept()
        ChatSession(self, conn)  # 将服务器对象和连接对象传入会话对象

以上就是所有类的编写。

最后,我们就可以运行服务器和Telnet客户端进行测试了。

示例代码:(启动服务器)

if __name__ == '__main__':
    name = '心动'
    port = 6666
    server = ChatSever(name, port)
    try:
        asyncore.loop()
    except KeyboardInterrupt:
        print('服务器已关闭!')

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