Go语言实战案例:编写一个简易聊天室服务端
本篇为《Go语言100个实战案例 · 网络与并发篇》第9篇，介绍如何使用 Go 编写一个简易的聊天室服务端。聊天室的实现涉及到并发连接管理、消息广播和客户端管理等重要的并发编程概念。通过本案例，你将学会如何构建一个高效、灵活的聊天系统。
一、实战背景
即时通讯是现代互联网应用中不可或缺的功能之一。无论是社交网络、企业沟通工具，还是游戏中的实时聊天，聊天室服务端都是它们的重要组成部分。
在本案例中，我们将创建一个简单的TCP聊天服务器，支持多个客户端并发连接，通过广播的方式实时发送消息。
二、实战目标
我们将实现一个基本的聊天室服务器，具备以下功能：
- 1. 支持多个客户端同时连接
- 2. 支持消息广播，所有连接的客户端可以接收到其他客户端发送的消息
- 3. 客户端可以输入消息发送给所有人
- 4. 客户端断开时，服务器能正常处理
三、完整代码实现
1. 服务端实现（server.go）
package mainimport ("fmt""net""sync""time"
)type Client struct {conn net.Connusername string
}type ChatServer struct {clients map[*Client]boollock sync.Mutex
}func NewChatServer() *ChatServer {return &ChatServer{clients: make(map[*Client]bool),}
}func (server *ChatServer) addClient(client *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()server.clients[client] = true
}func (server *ChatServer) removeClient(client *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()delete(server.clients, client)
}func (server *ChatServer) broadcastMessage(message string, sender *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()for client := range server.clients {if client != sender {_, err := client.conn.Write([]byte(message))if err != nil {fmt.Println("发送消息失败:", err)}}}
}func handleConnection(conn net.Conn, server *ChatServer) {defer conn.Close()var client *Clientfmt.Println("新的客户端连接:", conn.RemoteAddr())// 为每个客户端创建唯一的连接对象client = &Client{conn: conn}// 发送欢迎信息conn.Write([]byte("欢迎加入聊天室! 请输入你的昵称:\n"))// 获取用户名var username stringfmt.Fscan(conn, &username)client.username = usernameserver.addClient(client)// 向所有客户端广播消息，通知新用户加入server.broadcastMessage(client.username+" 加入了聊天室\n", client)// 处理客户端消息go func() {reader := make([]byte, 1024)for {length, err := conn.Read(reader)if err != nil {fmt.Println("客户端断开:", client.username)server.removeClient(client)break}message := fmt.Sprintf("%s: %s", client.username, string(reader[:length]))server.broadcastMessage(message+"\n", client)}}()// 保持主线程for {time.Sleep(time.Second * 1)}
}func main() {server := NewChatServer()// 启动服务器并监听端口listener, err := net.Listen("tcp", ":8080")if err != nil {fmt.Println("无法启动服务器:", err)return}defer listener.Close()fmt.Println("聊天室服务端已启动，监听端口 8080...")for {conn, err := listener.Accept()if err != nil {fmt.Println("连接错误:", err)continue}go handleConnection(conn, server)}
}2. 客户端实现（client.go）
package mainimport ("fmt""net""os""bufio""strings"
)func main() {fmt.Print("请输入聊天室服务器的IP地址: ")var serverIP stringfmt.Scanln(&serverIP)conn, err := net.Dial("tcp", serverIP+":8080")if err != nil {fmt.Println("连接服务器失败:", err)return}defer conn.Close()fmt.Print("请输入你的昵称: ")var username stringfmt.Scanln(&username)conn.Write([]byte(username + "\n"))// 读取服务器的消息并显示go func() {reader := bufio.NewReader(conn)for {message, _ := reader.ReadString('\n')fmt.Print(message)}}()// 输入消息并发送到服务器for {fmt.Print("请输入消息: ")reader := bufio.NewReader(os.Stdin)message, _ := reader.ReadString('\n')message = strings.TrimSpace(message)if message == "exit" {fmt.Println("退出聊天室...")break}conn.Write([]byte(message + "\n"))}
}四、运行方式
1. 启动聊天室服务端
go run server.go输出示例：
聊天室服务端已启动，监听端口 8080...2. 启动客户端（多个终端可以启动）
go run client.go输入聊天室服务器的 IP 地址及昵称。
客户端输入示例：
请输入聊天室服务器的IP地址: 127.0.0.1
请输入你的昵称: Alice
请输入消息: Hello, everyone!服务器端会接收到来自客户端的消息并广播：
新的客户端连接: 127.0.0.1:54321
Alice 加入了聊天室五、关键技术点解析
1. 使用 TCP 连接实现客户端与服务端的通信
使用 Go 内置的 net 包，服务端监听指定端口，客户端通过 net.Dial 连接到服务器。
2. 客户端并发处理
- • 使用 Goroutine 处理客户端输入和服务器的输出，确保客户端可以实时接收消息。
- • 每当一个客户端连接，服务器会为其创建一个 Goroutine 来处理该客户端的消息。
go func() {reader := make([]byte, 1024)for {length, err := conn.Read(reader)if err != nil {fmt.Println("客户端断开:", client.username)server.removeClient(client)break}message := fmt.Sprintf("%s: %s", client.username, string(reader[:length]))server.broadcastMessage(message+"\n", client)}
}()3. 广播消息
每当有客户端发送消息时，服务器会通过 broadcastMessage 方法将消息广播给所有其他客户端。
func (server *ChatServer) broadcastMessage(message string, sender *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()for client := range server.clients {if client != sender {_, err := client.conn.Write([]byte(message))if err != nil {fmt.Println("发送消息失败:", err)}}}
}4. 处理客户端的断开连接
当客户端断开连接时，服务器会清理相应的资源，确保不再向其发送消息。
server.removeClient(client)六、可扩展方向
| 功能方向 | 实现建议 |
| 消息存储 | 使用文件或数据库存储聊天记录，以便查看历史消息 |
| 用户身份验证 | 在用户加入聊天室前进行身份验证 |
| 私聊功能 | 支持用户之间的私聊，发送消息时指定目标用户名 |
| 聊天室管理 | 管理员可以踢出不合规用户或修改聊天室设置 |
| 图形界面 | 为聊天客户端增加图形界面（GUI），提升用户体验 |
七、小结
通过本案例，你学会了如何使用 Go 构建一个简易的聊天室服务端，掌握了以下关键技术：
- • 使用 TCP 进行客户端和服务端的通信
- • 使用 Goroutine 实现并发处理多个客户端
- • 实现消息广播功能
- • 管理客户端连接和断开
这是构建高效聊天系统、即时通讯工具、多人在线游戏的基础。