手把手教你用nodejs+express搭建一个简易的多人聊天室

2018-02-12 10:48:24来源:https://segmentfault.com/a/1190000013263053作者:SegmentFault人点击

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前言

本文主要是笔者在学习node的时候,作为练手的一个小项目,花了几天空余时间,边码边写教程的一个过程。适用于对node理论知识看的多,实战少的同学,那么现在就让我们开始吧!(临近过年,手上story大多已经完成,今天下午就开始写点吧 ——码于2018-02-07 15:21)


准备工作
新建一个文件夹 chatroom
在终端输入以下命令,按照步骤npm(没装过的去官网安装下node和npm)会自动给你生成一个package.json文件
安装express和socket.io

package.json文件如下:


//package.json
{
"name": "chatroom",
"version": "1.0.0",
"description": "A simple chatroom",
"main": "index.js",
"scripts": {
"test": "echo /"Error: no test specified/" && exit 1"
},
"repository": {
"type": "git",
"url": "git+https://github.com/ddvdd008/chatroom.git"
},
"keywords": [
"chatroom",
"nodejs",
"express"
],
"author": "ddvdd",
"license": "ISC",
"bugs": {
"url": "https://github.com/ddvdd008/chatroom/issues"
},
"homepage": "https://github.com/ddvdd008/chatroom#readme"
}

安装express和socket.io


npm install express --save
npm install socket.io --save

package.json自动新增依赖


"dependencies": {
"express": "^4.16.2",
"socket.io": "^2.0.4"
}

因为我们使用express框架写后端服务,用socket.io(Socket.io实际上是WebSocket的父集,Socket.io封装了WebSocket和轮询等方法,他会根据情况选择方法来进行通讯。)来对客户端和服务端建立一个持久链接,便于通讯。


到这里准备工作进行的差不多了,下面我们开始一步步实现。


搭建web服务器
express创建服务

学过node同学应该不陌生,利用http.createServer就能简单的创建一个服务器,这次我们利用express来创建服务。在项目根目录创建一个app.js。


/**
* Created by ddvdd on 2018-02-07.
*/
const express = require('express');
const app = express(); // 创建express实例,赋值给app。
const fs = require('fs');// 这个是node的文件读取模块,用于读取文件
const path = require('path');// 这是node的路径处理模块,可以格式化路径
app.listen(3000,()=>{
console.log("server running at 127.0.0.1:3000"); // 代表监听3000端口,然后执行回调函数在控制台输出。
});
/**
* app.get(): express中的一个中间件,用于匹配get请求,说的简单点就是node处理请求的路由,对于不同url请求,让对应的不同app.get()去处理
* '/': 它匹配get请求的根路由 '/'也就是 127.0.0.1:3000/就匹配到它了
* req带表浏览器的请求对象,res代表服务器的返回对象
*/
app.get('/',(req,res)=>{
res.redirect('/chat.html');// express的重定向函数。如果浏览器请求了根路由'/',浏览器就给他重定向到 '127.0.0.1:3000/chat.html'路由中
});
/**
* 这里匹配到的是/chat.html就是上面重定向到的路径。
*/
app.get('/chat.html',(req,res)=>{
fs.readFile(path.join(__dirname,'./public/chat.html'),function(err,data){ //读取文件,readFile里传入的是文件路径和回调函数,这里用path.join()格式化了路径。
if(err){
console.error("读取chat.html发生错误",err);//错误处理
res.send('4 0 4'); //如果发生错误,向浏览器返回404
} else {
res.end(data);//这里的data就是回调函数的参数,在readFile内部已经将读取的数据传递给了回调函数的data变量。
}//我们将data传到浏览器,就是把html文件传给浏览器
})
});

你们看了以后会说,这express框架看来也没那么简便啊,一个最简单的发送单页面的方法跟node自带http.createServer没太大区别饿,也挺麻烦的。从目前来看确实如此,我这不是为了让你们容易理解嘛~ express提供了一个非常强大的中间件,帮我们托管静态资源文件,下面我们就来实现:


app.use('/',express.static(path.join(__dirname,'./public')));//一句话就搞定。

代替原来的:


app.get('/chat.html',(req,res)=>{
fs.readFile(path.join(__dirname,'./public/chat.html'),function(err,data){
if(err){
console.error("读取chat.html发生错误",err);
res.send('4 0 4');
} else {
res.end(data);
}
})
});

__dirname表示当前文件所在的绝对路径,所以我们使用path.join将app.js的绝对路径和public加起来就得到了public的绝对路径。用path.join是为了避免出现 ././public 这种奇怪的路径,express.static就帮我们托管了public文件夹中的静态资源。只要有 127.0.0.1:3000/XXX/AAA 的路径都会去public文件夹下找XXX文件夹下的AAA文件然后发送给浏览器。


现在再来看这段代码是不是简介了很多,具体了解app.use()干了什么的同学可以去 这里


socket.io建立客户端和服务端的链接

创建完上面的服务后,我们需要把socket.io引用进来,让客户端和服务端建立长久链接。我们把app.js进行如下改造:


/**
* Created by ddvdd on 2018-02-07.
*/
const express = require('express');
const app = express(); // 创建express实例,赋值给app。
const server = require('http').Server(app);
const io = require('socket.io')(server); //将socket的监听加到app设置的模块里。这两句理解不了的可以去socket.io官网去看
const path = require('path');// 这是node的路径处理模块,可以格式化路径
server.listen(3000,()=>{
console.log("server running at 127.0.0.1:3000"); // 代表监听3000端口,然后执行回调函数在控制台输出。
});
...
...
app.use('/',express.static(path.join(__dirname,'./public')));//一句话就搞定。
/*socket*/
io.on('connection',(socket)=>{//监听客户端的连接事件
});

io.on表示监听某个事件,该事件一发生,就触发回调函数。’connection‘就是一个事件名,它已经定义好了,只要用户连接上就会触发。现在app.js基本已经完成,我们在根目录执行:


node app.js


现在访问 http://127.0.0.1 :3000/static/chat.html:



哎?啥也没有。。。那不废话!我们都没url请求对应的静态资源!


添加静态html

我们在项目根目录创建public文件夹,public文件夹里面新建chat.html文件:


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>聊天室</title>
</head>
<body>
这是我们的聊天室
</body>
</html>

现在我们刷新下页面,你看页面出现了:



到这里其实一个最简单的浏览器和web服务器协作的项目就已经完成,后面我们要不断完善页面,给服务器后端加业务功能来实现多人聊天室。


基本功能实现
登陆功能,我们需要一个用户名,(不需要密码),该用户名必须客户端服务器都有存储。每次传输信息基本都需要包括用户名,否则不知道是谁发的。
群聊功能,我们需要分辨信息来己方和对方
登陆功能实现
login页面重构

最基本的登陆界面由一个用户名输入框和登录按钮组成:


//chat.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>聊天室</title>
<style>
*{
margin:0;
padding:0;
box-sizing: border-box;
-webkit-box-sizing: border-box;
-moz-box-sizing: border-box;
}
.container{
position: absolute;
top:0;
left:0;
right:0;
bottom:0;
background-color: grey;
padding: 50px;
}
.container .title{
width:300px;
margin: 0 auto;
font-size: 30px;
font-family: 'Franklin Gothic Medium';
font-weight: bold;
text-align: center;
margin-bottom:50px;
}
.container .login-wrap{
width:400px;
padding: 20px;
border: 1px solid #000;
margin: 0 auto;
text-align: center;
}
.login-wrap .user-ipt{
width:360px;
text-align: center;
vertical-align: middle;
}
.login-wrap .login-button{
width:60px;
height:24px;
line-height:20px;
font-size: 14px;
padding: 2px 0;
border-radius: 5px;
margin-top:10px;
}
</style>
</head>
<body>
<div class="container">
<div class="title">欢迎来到ddvdd聊天室</div>
<div class="login-wrap">
<div class="user-ipt">
<span class="user-name">用户名:</span>
<input id="name" class="name-ipt" type="text" />
</div>
<button id="loginbutton" class="login-button">登陆</button>
</div>
</div>
</body>
</html>

简单的加点样式,静态页面就完成了,我们刷新下页面:



login页面交互

昨天下午写到一半。。。部门突然要去团建聚会,只能匆匆提交代码,草草了事。今天一大早来到公司继续给大家码。—— 码于2018-02-08 09:35


废话不多说进入正题,登陆这块交互,当用户访问服务器并且成功登陆算一个在线登陆人数,每登陆一个用户,服务器都会把用户信息存入一个数组中,保存在服务器,这里要注意一点,服务器会对用户登陆的用户名进行校验,校验结果会返回给客户端,客户端通过校验结果,改变当前页面是否进入聊天页面。


上面的服务器和客户端交互都是通过socket.io来实现通讯的,前端的业务交互我们这里就采用jquery来实现,在public文件夹下新建js文件夹,下载jquery-3.2.1.min.js、新建main.js。然后对chat.html引入需要的sdk:


<script src="js/jquery-3.2.1.min.js"></script>
<script src="js/main.js"></script>
//socket.io官网要求这么引入
<script src="/socket.io/socket.io.js"></script>

引入完sdk,我们对main的js添加登录功能:


//main.js
/**
* Created by ddvdd on 2018-02-08.
*/
$(function(){
const url = 'http://127.0.0.1:3000';
let _username = '';
let _$inputname = $('#name');
let _$loginButton = $('#loginbutton');
let socket = io.connect(url);
//设置用户名,当用户登录的时候触发
let setUsername = () => {
_username = _$inputname.val().trim();//得到输入框中用户输入的用户名
//判断用户名是否存在
if(_username) {
socket.emit('login',{username: _username}); //如果用户名存在,就代表可以登录了,我们就触发登录事件,就相当于告诉服务器我们要登录了
}
else{
alert('请输入用户名!');
}
};
/*前端事件*/
_$loginButton.on('click',function (event) {//监听按钮的点击事件,如果点击,就说明用户要登录,就执行setUsername函数
setUsername();
});
/*socket.io部分逻辑*/
socket.on('loginResult',(data)=>{
/**
* 如果服务器返回的用户名和刚刚发送的相同的话,就登录
* 否则说明有地方出问题了,拒绝登录
*/
if(data.code === 0) {
// 登陆成功,切换至聊天室页面
}
else if(data.code ===1){
alert('用户已登录!');
}
else{
alert('登录失败!');
}
})
});
//app.js
/**
* Created by ddvdd on 2018-02-07.
*/
const express = require('express');
const app = express(); // 创建express实例,赋值给app。
const server = require('http').Server(app);
const io = require('socket.io')(server); //将socket的监听加到app设置的模块里。这两句理解不了的可以去socket.io官网去看
const path = require('path');// 这是node的路径处理模块,可以格式化路径
const users = [];//用来保存所有的用户信息
let usersNum = 0;//统计在线登录人数
server.listen(3000,()=>{
console.log("server running at 127.0.0.1:3000"); // 代表监听3000端口,然后执行回调函数在控制台输出。
});
/**
* app.get(): express中的一个中间件,用于匹配get请求,说的简单点就是node处理请求的路由,对于不同url请求,让对应的不同app.get()去处理
* '/': 它匹配get请求的根路由 '/'也就是 127.0.0.1:3000/就匹配到它了
* req带表浏览器的请求对象,res代表服务器的返回对象
*/
app.get('/',(req,res)=>{
res.redirect('/static/chat.html');// express的重定向函数。如果浏览器请求了根路由'/',浏览器就给他重定向到 '127.0.0.1:3000/chat.html'路由中
});
/**
* __dirname表示当前文件所在的绝对路径,所以我们使用path.join将app.js的绝对路径和public加起来就得到了public的绝对路径。
* 用path.join是为了避免出现 ././public 这种奇怪的路径
* express.static就帮我们托管了public文件夹中的静态资源。
* 只要有 127.0.0.1:3000/XXX/AAA 的路径都会去public文件夹下找XXX文件夹下的AAA文件然后发送给浏览器。
*/
app.use('/static',express.static(path.join(__dirname,'./public')));//一句话就搞定。
/*socket*/
io.on('connection',(socket)=>{//监听客户端的连接事件
socket.on('login',(data)=>{
if(checkUserName(data)){
socket.emit('loginResult',{code:1}); //code=1 用户已登录
}
else{
//将该用户的信息存进数组中
users.push({
username: data.username,
message: []
});
socket.emit('loginResult',{code:0}); //code=0 用户登录成功
usersNum = users.length;
console.log(`用户${data.username}登录成功,进入ddvdd聊天室,当前在线登录人数:${usersNum}`);
}
});
//断开连接后做的事情
socket.on('disconnect',()=>{//注意,该事件不需要自定义触发器,系统会自动调用
usersNum = users.length;
console.log(`当前在线登录人数:${usersNum}`);
});
});
//校验用户是否已经登录
const checkUserName = (data) => {
let isExist = false;
users.map((user) => {
if(user.username === data.username){
isExist = true;
}
});
return isExist;
}

上面代码大家需要了解以下几点:


socket.on 表示监听事件,后面接一个回调函数用来接收emit发出事件传递过来的对象。
socket.emit 用来触发事件,传递对象给on监听事件。
我们socket连接之后的监听触发事件都要写在io.on('connection')的回调里面,因为这些事件都是连接之后发生的,就算是断开连接的事件 disconnect 也是在连接事件中发生的,没有正在连接的状态,哪来的断开连接呢?
理解虽然服务器端只有app.js一个文件,但是不同的客户端连接后信息是不同的,所以我们必须要将一些公用的信息,比如说,储存所有登录用户的数组,所有用户发送的所有信息存储在外部,一定不能存储在connecion里

效果展示:





群聊功能实现

写完简单的登录功能,现在我们来写这项目最重要的功能群聊。首先我们先来处理下页面,因为功能简单,所以不单独建立html来显示聊天室,就直接写在login页面,通过class名称的变化来切换登录后,聊天室的显示。


聊天室页面重构

下面我们对chat.html进行整改:


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>聊天室</title>
<script src="js/jquery-3.2.1.min.js"></script>
<script src="js/main.js"></script>
<script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
<style>
*{
margin:0;
padding:0;
box-sizing: border-box;
-webkit-box-sizing: border-box;
-moz-box-sizing: border-box;
}
.container{
position: absolute;
top:0;
left:0;
right:0;
bottom:0;
background-color: darkgrey;
padding: 50px;
overflow-y: scroll;
}
.container .title{
margin: 0 auto;
font-size: 30px;
font-family: 'Franklin Gothic Medium';
font-weight: bold;
text-align: center;
margin-bottom:20px;
}
.container .login-wrap{
width:400px;
padding: 20px;
border: 1px solid #000;
margin: 0 auto;
text-align: center;
}
.login-wrap .user-ipt{
width:360px;
text-align: center;
vertical-align: middle;
}
.login-wrap .login-button{
width:60px;
height:24px;
line-height:20px;
font-size: 14px;
padding: 2px 0;
border-radius: 5px;
margin-top:10px;
}
.chat-wrap .chat-content{
width:100%;
height:600px;
background-color: whitesmoke;
padding:10px;
}
.chat-wrap .send-wrap{
margin-top: 20px;
}
.message-ipt{
width: 200px;
height: 100px;
padding: 0 5px;
vertical-align: bottom;
}
.chat-content p{
display: block;
margin-bottom: 10px;
}
.chat-content p .msg{
display: inline-block;
padding: 8px 11px;
border-radius:6px;
}
.chat-content .self-message .msg{
background-color:#d0e7ff;
border: 1px solid #c9dfff;
}
.chat-content .other-message .msg{
background-color:white;
border: 1px solid #eee;
}
.chat-content .self-message{
text-align:right;
}
.chat-content .other-message{
text-align-last:left;
}
</style>
</head>
<body>
<div class="container">
<div id="loginbox" class="login-wrap">
<div class="title">登录</div>
<div class="user-ipt">
<span class="user-name">用户名:</span>
<input id="name" class="name-ipt" type="text" />
</div>
<button id="loginbutton" class="login-button">登录</button>
</div>
<div id="chatbox" class="chat-wrap" style="display:none">
<div id="content" class="chat-content">
<!-- 聊天内容 -->
</div>
<div class="send-wrap">
<textarea rows="3" cols="20" id="chatmessage" class="message-ipt" type="textarea" placeholder="请输入要发送的信息内容"></textarea>
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>

新增chatbox容器来作为聊天室,里面有一个群聊的聊天框,和一个发送消息的文本框。通过上面loginResult回调,对loginbox进行隐藏,显示chatbox:


//显示聊天室界面
let showChatRoom = () => {
/**
* 1.隐藏登录框,取消它绑定的事件
* 2.显示聊天界面
*/
$('#loginbox').hide('slow');
_$loginButton.off('click');
/**
* 显示聊天界面,并显示一行文字,欢迎用户
*/
$(`<div class="title">欢迎${_username}来到ddvdd聊天室</div>`).insertBefore($("#content"));
$("#chatbox").show('slow');
}
消息事件发送监听机制

聊天一定是客户端触发的,所以发送信息是客户端触发,服务器监听。


服务器监听到发送信息的事件后会存储信息,然后触发发送信息成功事件广播给所有客户端,将信息传给所有客户端。


发送消息sendMessage事件


//main.js
//发送消息
let sendMessage = function () {
/**
* 得到输入框的聊天信息,如果不为空,就触发sendMessage
* 将信息和用户名发送过去
*/
let _message = _$chattextarea.val();
if(_message) {
socket.emit('sendMessage',{username: _username, message: _message});
}
else{
alert('请输入发送消息!');
}
};
...
/*聊天事件*/
_$chattextarea.on('keyup',function (event) {
if(event.keyCode === 13) {
sendMessage();
_$chattextarea.val('');
}
});

服务器端监听sendMessage事件


//app.js
/**
* 监听sendMessage,我们得到客户端传过来的data里的message,并存起来。
*/
socket.on('sendMessage',(data)=>{
for(let _user of users) {
if(_user.username === data.username) {
_user.message.push(data.message);
//信息存储之后触发receiveMessage将信息发给所有浏览器-广播事件
io.emit('receiveMessage',data);
break;
}
}
});

我们是遍历服务器端的用户数组,找到该用户,将发送的信息存起来,然后触发receiveMessage事件广播到所有浏览器,sendMessage是写在connection里,login之外的,为什么这么做大家一定要理解,发送消息是连接时候做的事情,而不是登录时做的事情。


注意的是,我使用的是io.emit,他是真正的广播到所有浏览器,socket.broadcast.emit则不会广播到自己的浏览器。


客户端监听receiveMessage事件


//main.js
socket.on('receiveMessage',(data)=>{
/**
*
* 监听服务器广播的消息
*/
showMessage(data);
})
//显示消息
let showMessage = function (data) {
//先判断这个消息是不是自己发出的,然后再以不同的样式显示
if(data.username === _username){
$("#content").append(`<p class='self-message'><span class='msg'>${data.message}</span><span class='name'> :${data.username}</span></p>`);
}else {
$("#content").append(`<p class='other-message'><span class='name'>${data.username}: </span><span class='msg'>${data.message}</span></p>`);
}
};

写到这边,我们的聊天室基本功能已经完成了,来看看效果吧!打开三个浏览器,分别登录老大、老二、老三,发一句“大噶好~,我是渣渣辉!”。





总结

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