Linux聊天室服务器

个人博客：https://chanphonggu.github.io

Linux下c++轻量级聊天服务器(含客户端)，面向对象编程，便于理解和部署。

技术选型

• 使用线程池 + 互斥锁信号量 + 非阻塞IO + epoll多路IO复用(ET模式) + 事件处理(模拟Proactor)的并发模型。
• 使用Mysql维护用户的注册与登录信息。
• 使用Redis记录用户会话状态。
• 自己编写的压力测试可以支持上万的连接，查询Mysql数据库登录支持上百的请求。

开发环境

• ubuntu 20.04 (1核2GB)
• c++11
• Mysql 8.0.32
• Redis 5.5.0
• hiredis库
• libmysqlclient-dev库

设计思路

实现服务器登录、注册、转发消息、广播群组消息等功能。

1、Mysql记录客户的账号与密码，保存在数据库test_connect的表user中。

2、Redis记录会话id，设置过期时间，在会话过期之前，客户端可免登录。

3、布隆过滤器(bitset + 字符串哈希)应对缓存穿透，对于用户信息不存在于数据库的登录请求过滤。

4、IO多路复用 + 线程池，采用epoll的边缘触发模式，自己实现了线程池与封装锁类来提供线程安全和提高并发。

使用说明

1、首先在服务端创建一个数据库叫 test_connect，再创建一个表叫 user保存用户名和密码，表有两个 VARCHAR 类型属性：name和 password，并将 name设为主键。

2、然后修改 server.cpp 、 client.cpp 代码中的 ip 地址，更改为自己的服务器 ip 地址。

3、启动 Mysql、redis 服务。

4、执行 make clean命令清除旧目标代码，再执行make得到可执行文件 client、server。

5、用一个终端先运行 server。

6、再开另外一个或多个终端运行 client。

压力测试

向user表中预先插入10000条用户数据，然后编写请求连接和登录的客户端压测程序，客户端登录的用户名和密码从cookie.txt中获得。

经测试，连接可支持上万，但可能是查询数据库性能的原因，登录查询数据库的请求只支持上百。

连接：

连接 + 登录:

文件介绍

• test_pressure ：压测文件夹，含有压力测试文件及压测说明。
• bloom_filter.h 、bloom_filter.cpp ：布隆过滤器类的头文件与实现。
• mysql_connection.hpp ：mysql连接类的声明定义。
• redis_connection.hpp ：redis连接类的声明定义。
• http_connection.h、http_connection.cpp ：连接类的头文件与实现，对应每个已连接的socket。
• locker.hpp ：线程锁的封装类，包括互斥锁、信号量、条件变量锁。
• thread_pool.hpp ：线程池类的实现。
• util.hpp ：工具类的实现，用于辅助修改描述符的状态、信号捕捉、会话id生成。
• server.cpp ：服务器程序的入口。
• client.cpp ：客户端程序的入口。

框架

采用模拟proactor模式，主线程除了接受请求还需要模拟内存负责读写，工作线程处理逻辑。

部分实现类的UML图