基于 Vue3 和 WebSocket 实现的简单网页聊天应用_vue3 websocket

首先附上项目介绍,后面详细解释技术细节

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1. chat-websocket

一个基于Vue3和WebSocket的简易网络聊天室项目，包括服务端和客户端部分。
项目地址 websocket-chat
下面是项目的主要组成部分和功能：

项目结构

chat-websocket/
|-- server/ # WebSocket 服务端
|   |-- run.js	# 服务端
|   |-- DBManager.js	#数据库对象管理
|-- src/
|   |-- components/
|   |   |-- ...  # Vue 组件
|   |-- assets/
|   |   |-- ...  # 静态资源
|   |-- views/
|   |   |-- Home.vue  # 主要视图组件
|   |   |-- Login.vue  # 登录视图组件
|   |-- router/
|   |-- App.vue
|   |-- main.js
|-- public/
|-- README.md
|-- ...
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功能特性

• 私聊功能：用户可以选择联系人进行一对一私聊，发送即时消息。
• 群聊功能：用户可以加入群组，与群组成员进行群聊。
• 修改用户名：用户可以在界面上直接修改自己的用户名。
• 显示在线(连接)状态
• 重新连接: WebSocket 断开连接后,用户可以重新连接服务器, 重新连接后, 会加载之前的聊天记录

技术栈

• 前端框架： 使用 Vue3 作为前端框架，Element Plus 用于 UI 组件。

• 后端框架： 后端使用 Node.js + Mysql 实现，使用 WebSocket 库 ws 作为 WebSocket 服务端。

• WebSocket： 实时通信使用 WebSocket 技术，保证消息的实时性。

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上面是项目介绍,下面介绍细节

2. 整体设计思路

1. 前端使用Vue框架,快速搭建聊天室的原型,同时为了美观,使用Element Plus 用于 UI 组件.
2. 前端页面 包含登陆页面Login和聊天页面Home
3. 实时通信使用 WebSocket 技术,客户端发送请求,服务端结合数据库进行返回.
4. 服务端使用Session机制,记录sessions[clientId],增加定时器定时清除session,用于24H过期机制.
5. 服务端直接使用ws库建立连接,同时使用DBManager操作数据库对象,完成数据处理和传输.
6. 为了方便消息分类传输,定义消息对象,客户端和服务端共有相同的消息对象.
   
   一次简单的登陆到获取消息的流程如图:

一次简单的发送和获取消息的流程如图:

3. 前端设计实现

3.1 页面设计实现

聊天室布局参考Element Plus提供的布局

其中头部展示用户信息状态, 左边是群组和用户选择, 主界面就是聊天界面,展示聊天信息.
最终成品如下:

一些细节解释

1. 用户头像根据用户名自动生成,用到了ui组件.

2. 可以显示用户当前连接状态,当链接断开后,可以重新连接.

3. 聊天信息包含三要素: 时间, 用户名, 内容, 如图所示.通过v-if判断消息放在左边还是右边
   

4. 发送栏固定,且接收和发送消息后聊天窗口(列表)自动到达底部.
   

3.2 登陆逻辑设计实现

进入页面后已经建立websocket连接,单击登陆后发送请求,若成功则接收到username,uid,session_id,这三个参数,直接以cookie的形式保存在本地.

后续进入页面,服务端都会 验证session,进行持久化访问.

3.3 聊天逻辑设计实现

1. 前端共享使用相同的socket对象.

2. 每次单击群组或用户,根据当前选择发送请求获取接收不同类型消息

   群组消息
   用户消息
   

3. 还需要在进入页面后获取用户和群组列表进行初始化
   

4. 无论是接收到群组还是用户消息,直接放入相同的列表,因为两种消息只需要显示三要素即可,后面分别解析
   

4. 后端设计实现

4.1 数据库设计实现

设计数据库包含如下表:

还有与各表对应的管理类:

各表分别继承管理类
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这里使用 Promise 的方式可以更好地处理异步代码

4.2 服务端设计实现

1. 导入所需的模块和类

   • entity.js: 包含了用户和消息的实体类定义。
   • DBManager.js: 包含了与数据库交互的相关类。
   • ws: WebSocket 模块。
   • 创建了一些表格和实体对象的实例，用于存储和管理用户、群组、消息等信息。

2. 常量和变量定义

   • SESSION_EXPIRY_TIME: 定义了会话过期时间，以毫秒为单位，用于定期检查会话是否过期。
   • Ws: WebSocket 模块的别名。
   • clients: 存储WebSocket连接的对象。
   • sessions: 存储用户会话信息。
     

3. 初始化WebSocket服务器

   • 定义一些事件处理函数，如handleOpen、handleClose、handleConnection等。
   • 在handleConnection中，处理了用户连接时的事件，包括消息的处理。
     

4. 消息处理

   • handleMessage函数用于处理收到的消息。根据消息类型进行相应的操作，包括群组聊天、获取初始数据、私聊等。
   • 使用数据库表格对象（如groupTable、gmessageTable等）进行消息的存储和查询。
   • 通过WebSocket向指定用户或群组发送消息。
     

5. 用户登录

   • 当收到类型为MessageType.MESSAGE_LOGIN的消息时，处理用户登录逻辑。
   • 检查用户是否存在于数据库中，若不存在则插入新用户。
   • 为用户分配一个唯一的会话ID，将用户信息存储在sessions对象中。
   • 向客户端发送登录成功消息，并携带用户信息和会话ID。
     

sessions的保存形式如下:

                          sessions[clientId] = {
                            uid: uid,
                            username: msg.data.username,
                            ws: this,
                            creationTime: Date.now(),
                            sessionID: clientId,
                        };
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定时器判断是否过期

5. 展示

群组聊天

私聊

5. 小结

孟宁老师上课旁征博引,时不时与同学们互动 (指让同学们发数字),无论是前端网络编程,网络协议RPC,还是Linux内核网络协议栈,似乎都信手拈来,相信如果认真听课,加上自己的钻研,绝对受益匪浅.

对于这门课程,完全可以说是师傅领进门,修行看个人了,我们深入其中某个方向,也会有所建树.

此前只是接触过JS和Vue,并未熟练掌握它们,这次由于课程原因,尝试完全使用JS作为前后端代码,没有使用熟悉的Python和Java来构建后端,算是对自己的一次挑战.幸好有chatgpt在细节上的协助,结合各类组件丰富的文档,完成了这次项目.