Perl 聊天室

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还是来自Linux知识宝库的文章，什么时候也能写个聊天系统呢，kaka~　　在这里我将告诉你如何来写一个小型的聊天室服务程序,可能会很简陋,有很多要扩展的地方.
　　先决条件:
　　你必须有很好的Perl编程的知识,一台服务器,安装Perl 5.002或更高的版本.注意大多数ISP不会允许普通用户运行聊天室程序.但是你也许可以通过一个MODEN连接来与少数几个用户试试你的聊天室系统. (如果你从CPAN获得了最新版本的IO:Select,这个聊天室程序可以在Windows环境下使用).
　　你还需要一个telnet客户端程序,因为我们要用来做聊天室的客户端.
　　Socket简易编程:
　　开始聊天,你需要在internet上建立一个连接,对Perl程序员来说,这意味着要和socket打交道.而以前这是很困难的,因为你不得不使用pack()来建立一个C结构来进行底层的系统调用.但在最新版的Perl中我们可以使用IO::Socket包,很容易地打开一个socket. 当用户连接聊天服务器时,telnet程序在指定的端口打开一个连接,所以服务器也必须在那个端口打开一个socket,监听所有进来的连接.下面如何通过IO::Socket来做到这一点:
　　use IO::Socket;
　　my $listening_socket =
　　IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp',
　　LocalPort => 2323,
　　Listen => 1,
　　Reuse => 1) or die $!;
　　所有参量的含义:
　　Proto: 定义网络所用的协议 - 在这里我们用的是TCP. 在internet上通常有两种协议用得比较广泛 - TCP 和 UDP. TCP适用于稳定的连接,可以重新发送丢失的数据包,而UDP用于那些不用重发数据包的场合(如实时音频数据流).
　　LocalPort: 定义连接的端口号.
　　Listen: 我们将监听来自其它计算机的连接,而不是自己建立一个连接.所以用户要先telnet到端口2323,然后运行了聊天服务程序的计算机来建立连接.
　　Reuse: 这个选项意思是如果我们"杀掉"聊天服务程序然后再重新启动,将能够马上重新使用原来的端口,而不用等待以前那个连接完全结束.
　　我们正等待某个连接的到来.... 一个连接到来以后,我们需要accept这个新的连接:
　　$socket = $listening_socket->accept;
　　一旦我们建立了一个连接,我们可以发送一些文字给这个用户(还不完全是,请看本文的结尾部分):
　　$socket->send("hellorn") or print "connection closed at other endn";
　　我们也可以接收用户发来的信息:
　　$socket->recv($line, 80);
　　if($line eq "") {
　　print "connection closed at other endn";
　　}
　　最后我们完成了连接,可以关闭它:
　　$socket->close;
　　大部分程序只在一个时刻处理一个用户.如果用户还没有准备好,程序就没有什么好做的.所以Perl程序没有从读到什么东西,它就停下来等待直到用户准备好. (这叫blocking I/O.)
　　这种方式不能用于聊天服务程序,用户不可能排着队来.一个用户可能离开去喝些咖啡,但其它用户还在拼命地敲打键盘(聊天),服务程序还得处理他们的信息.
　　解决这个问题的一个办法是为每个用户创建一个入口(entity),或者用fork()创建另外一个进程,或者用多线程编程方法(遗憾地是Perl还用不了).这样系统就可以为多个用户服务, 但每个用户有他自己的入口(entity)等待他输入命令. 但是进程的系统开销比较大,如果很多用户登录的话,系统资源很快会变得不足.最好是用一个进程来处理所有人的请求.
　　我们真正需要的是要知道谁正在等待服务,必须马上处理(除非没有一个人想聊天).这就是select()函数所要做的.
　　象socket函数一样,select()曾经也是很难用,所以大多数程序员都尽量避免使用它. 但Perl给它加了一个面向对象编程的包装,叫做IO::Select,使得使用非常简单.
　　假设我们要等待两个sockets, $thing1 and $thing2. 首先我们创建一个包含两个socket的select()对象:
　　$select = IO::Select->new($thing1,$thing2);
　　下一步,当我们需要知道谁有数据要处理时,我们就查询select对象:
　　my @ready = $select->can_read;
　　这个调用将等待直到$thing1或$thing2中任何一个准备好, 它将返回一个包含socket的数组. (如果它们都准备好了,@ready将包含两个socket.) 一旦有了准备好的socket, 我们一个一个地读取数据找出它们发送的是是什么:
　　for $socket (@ready) {
　　$socket->recv($line,80);
　　if($line eq "") { die "they hung up on me"; }
　　print "someone sent $line. Sending it back.n";
　　$socket->send($line) or die "hey, where did they go?";
　　}
　　现在我们有足够的片段来写我们的第一个聊天服务程序. 这个聊天室里的交谈没有什么意思,除非你中意和自己聊天 - 服务程序会把你说的全部回送. 但它将告诉你如果结合socket和select()来建立一个一个时刻只能做一件事的服务器.下面是程序源码:
　　#!/usr/local/bin/perl -wT
　　require 5.002;
　　use strict;
　　use IO::Socket;
　　use IO::Select;
　　#创建一个socket然后监听一个端口
　　my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp',
　　LocalPort => 2323,
　　Listen => 1,
　　Reuse => 1) or die $!;
　　# 开始$select只包含我们监听的socket
　　my $select = IO::Select->new($listen);
　　my @ready;
　　#等待,直到有事情发生
　　while(@ready = $select->can_read) {
　　my $socket;
　　# 处理每个准备好了的socket
　　for $socket (@ready) {
　　# 如果被监听的socket准备好了,接收一个新的连接
　　if($socket == $listen) {
　　my $new = $listen->accept;
　　$select->add($new);
　　print $new->fileno . ": connectedn";
　　} else {
　　# 否则读入一行文字,然后发送回去
　　my $line="";
　　$socket->recv($line,80);
　　$line ne "" and $socket->send($line) or do {
　　# 如果没有什么可发送和接收的,中断连接
　　print $socket->fileno . ": disconnectedn";
　　$select->remove($socket);
　　$socket->close;
　　};
　　}
　　}
　　}
　　广播:
　　接下来的工作是把聊天信息发送给所有的用户(不光是你自己),也就是所谓"广播".
　　我们可以用$select, 它new()或add()来返回所有给$select的sockets,从而得知"所有用户"到底是谁.我们来修改下程序:
　　$socket->recv($line,80);
　　if($line eq "") {
　　print $socket->fileno . ": disconnectedn";
　　$select->remove($socket);
　　$socket->close;
　　};
　　my $socket;
　　# 向所有用户广播.如果send()失败了就关闭连接.
　　for $socket ($select->handles) {
　　next if($socket==$listen);
　　$socket->send($line) or do {
　　print $socket->fileno . ": disconnectedn";
　　$select->remove($socket);
　　$socket->close;
　　};
　　}
　　下面是这个聊天程序的所有代码:
　　#!/usr/local/bin/perl -wT
　　require 5.002;
　　use strict;
　　use IO::Socket;
　　use IO::Select;
　　#创建一个socket监听端口
　　my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp',
　　LocalPort => 2323,
　　Listen => 1,
　　Reuse => 1) or die $!;
　　#$select只包含我们正在监听的socket
　　my $select = IO::Select->new($listen);
　　my @ready;
　　# 等待
　　while(@ready = $select->can_read) {
　　my $socket;
　　# 处理每个准备好的端口
　　for $socket (@ready) {
　　# 如果被监听的端口准备好,接收一个新的连接
　　if($socket == $listen) {
　　my $new = $listen->accept;
　　$select->add($new);
　　print $new->fileno . ": connectedn";
　　} else {
　　# 读入一行文字
　　# 如果recv()失败,关闭连接
　　my $line="";
　　$socket->recv($line,80);
　　if($line eq "") {
　　print $socket->fileno . ": disconnectedn";
　　$select->remove($socket);
　　$socket->close;
　　};
　　my $socket;
　　# 向所有人广播,如果send()失败则关闭连接.
　　for $socket ($select->handles) {
　　next if($socket==$listen);
　　$socket->send($line) or do {
　　print $socket->fileno . ": disconnectedn";
　　$select->remove($socket);
　　$socket->close;
　　};
　　}
　　}
　　}
　　}
　　1;
　　我是谁?
　　我们的聊天程序还有一个问题,就是我们不知道是谁在说话.真正的聊天室服务器能让你知道谁是谁,在发言后面把他们的名字显示出来.
　　如果我们只能在一个时刻做一件事情,请求一个handle的较为直接的程序代码就象这个样子:
　　my $new = $listen->accept;
　　$select->add($new);
　　print $new->fileno . ": connectedn";
　　$new->write("choose a handle> ");
　　$handle[$new->fileno] = $new->recv;
　　问题是,我们不能要服务器停下来等待用户输入,我们需要把用户在那里的信息保存下来,当一个用户在输入的时候,可以处理其他用户,当这个用户输入完了以后在回来.完成这些功能的代码可以分为两部分:
　　sub login {
　　my($new) = @_;
　　$select->add($new);
　　print $new->fileno . ": connectedn";
　　$new->write("choose a handle> ");
　　save_where_we_are();
　　}
　　sub get_handle {
　　my($socket) = @_;
　　$handle[$socket->fileno] = $socket->recv;
　　}
　　#!/usr/local/bin/perl -wT
　　require 5.002;
　　use strict;
　　use IO::Socket;
　　use IO::Select;
　　my $port = scalar(@ARGV)>0 ? $ARGV[0] : 2323;
　　$| = 1;
　　my $listen = IO::Socket::INET->new(Proto => 'tcp',
　　LocalPort => $port,
　　Listen => 1,
　　Reuse => 1) or die $!;
　　$ENV{'PATH'} = "/usr/bin";
　　my $date = `date`;
　　warn "started on $port on $date";
　　my $select = IO::Select->new($listen);
　　my @chatters;
　　# 在win32中,注释掉下面这句
　　$SIG{'PIPE'} = 'IGNORE';
　　my @ready;
　　while(@ready = $select->can_read) {
　　print "going: ".join(', ',map {$_->fileno} @ready) . "n";
　　my $socket;
　　for $socket (@ready) {
　　if($socket == $listen) {
　　my $new_socket = $listen->accept;
　　Chatter->new($new_socket, $select, @chatters);
　　} else {
　　my $chatter = $chatters[$socket->fileno];
　　if(defined $chatter) {
　　&{$chatter->nextsub}();
　　} else {
　　print "unknown chattern";
　　}
　　}
　　}
　　}
　　package Chatter;
　　use strict;
　　sub new {
　　my($class,$socket,$select,$chatters) = @_;
　　my $self = {
　　'socket' => $socket,
　　'select' => $select,
　　'chatters' => $chatters
　　};
　　bless $self,$class;
　　$chatters->[$socket->fileno] = $self;
　　$self->select->add($socket);
　　$self->log("connected");
　　$self->ask_for_handle;
　　return $self;
　　}
　　sub socket { $_[0]->{'socket'} }
　　sub select { $_[0]->{'select'} }
　　sub chatters { $_[0]->{'chatters'} }
　　sub handle { $_[0]->{'handle'} }
　　sub nextsub { $_[0]->{'nextsub'} }
　　sub ask_for_handle {
　　my($self) = @_;
　　my $welcome =write($welcome);
　　$self->write("choose a handle> ");
　　$self->{'nextsub'} = sub { $self->get_handle };
　　}
　　sub get_handle {
　　my($self) = @_;
　　my $handle = $self->read or return;
　　$handle =~ tr/ -~//cd;
　　$self->{'handle'} = $handle;
　　$self->broadcast("[$handle is here]");
　　$self->log("handle: $handle");
　　$self->{'nextsub'} = sub { $self->chat };
　　}
　　sub chat {
　　my($self) = @_;
　　my $line = $self->read;
　　return if($line eq "");
　　$line =~ tr/ -~//cd;
　　my $handle = $self->handle;
　　$self->broadcast("$handle> $line");
　　}
　　sub broadcast {
　　my($self,$msg) = @_;
　　my $socket;
　　for $socket ($self->select->handles) {
　　my $chatter = $self->chatters->[$socket->fileno];
　　$chatter->write("$msgrn") if(defined $chatter);
　　}
　　}
　　sub read {
　　my($self) = @_;
　　my $buf="";
　　$self->socket->recv($buf,80);
　　$self->leave if($buf eq "");
　　return $buf;
　　}
　　sub write {
　　my($self,$buf) = @_;
　　$self->socket->send($buf) or $self->leave;
　　}
　　sub leave {
　　my($self) = @_;
　　print "leave calledn";
　　$self->chatters->[$self->socket->fileno] = undef;
　　$self->select->remove($self->socket);
　　my $handle = $self->handle;
　　$self->broadcast("[$handle left]") if(defined $handle);
　　$self->log("disconnected");
　　$self->socket->close;
　　}
　　sub log {
　　my($self,$msg) = @_;
　　my $fileno = $self->socket->fileno;
　　print "$fileno: $msgn";
　　}
　　__END__
　　# and here's a chat server in 4 lines :-)
　　#!/usr/local/bin/perl -- minchat: run and telnet to port 5555 - bslesins
　　sub p{print@_}$SIG{CHLD}=sub{wait};socket S,2,2,6;bind S,pack(Snx12,2,5555);
　　listen S,5;while(accept C,S){if(!fork){open(STDOUT,">&C");p"name:";$n=substr
　　,0,-2;$f=fork||exec"tail -f chatlog";open W,">>chatlog";select(W);$|=1;p
　　"[$n here]rn";while(){p"$n> $_";}p"[$n gone]rn";kill 15,$f;exit}}
　　如何保存用户位置信息呢? 一个方法是保存一个子程序的指针,而这个子例程包含了下一步该做什么:
　　$nextsub[$socket->fileno] = &get_handle;
　　这样我们就可以在@nextsub中适当的入口找到我们出发的位置. 综合以上所述,我们把程序整理如下.
　　剩下的工作:
　　我们的聊天室程序还不是一个完整的作品,如果你象把它放在你的服务器上工作,还有许多事情要做.他们是:
　　输入缓冲区: 关于recv()函数,它并不总是每次接收一行数据.一个真正的聊天服务器需要把recv()的结果添加到缓冲区中,并找到折行字符,把它分成几行.
　　输出缓冲区: 如果有人挂起它的telnet进程太长时间,调用send()会中断它.但可以用select()来发现一个socket是否已经准备好.
　　更好地支持telnet协议
　　加入常用的命令:帮助,列出在聊天室中的用户名单,退出等等
　　用户账号密码保护
　　多个聊天房间
　　权限控制
　　私人聊天房间
　　等等