自己动手打造mini型QQ

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作者：肖涛  Python爱好者社区专栏作者  个人公众号：GankSharer

个人网站: https://inspurer.github.io/

简书: https://www.jianshu.com/u/1b872cf08f32   

这个项目的由来是来自计算机网络课程学习的大作业，基于socket套接字写一个超小型的QQ，晚上8点到12点的奋战，编码工作大致做完了，GUI框架也有了，特此分享出来。

功能介绍

已完成  

支持单人聊天、支持群聊（所有的人都在一个群）

支持单人收发文件、群收发文件

多线程实现并发

人性化的UI界面

To do list  

给每个ip维护一个昵称，方便聊天

支持单人收发文件、群收发文件

select实现并发

操作说明  

如图所示：

左边是用户框架，右边是消息框架

选择`已登录用户`，消息/文件是群发的

选择树分支下的某个ip,消息/文件是私发给这个ip的

`消息``文件`二选一即可发送，优先发送消息

主要技术点

socket编程，实现点对点通信

消息格式统一采用json格式，统一打包和解析

wxPython打造GUI界面

多线程编程、函数式编程

主要代码

采用python环境编写，pycharm+python3.5.1环境;

下面仅给出主要代码

服务端server.py

def socketHander(connectionSocket):
    global connectionSocketList
    connectionSocketList.append(connectionSocket)
    connectionSocket.settimeout(2)
    for socket in connectionSocketList:
        socket.send(json.dumps(updateConnectionList()).encode("utf-8"))
    while True:
        try:
            # 接收消息
            receivedMessage = connectionSocket.recv(1024)
            if not receivedMessage:
                time.sleep(1)
                continue
            receivedMessage = receivedMessage.decode("utf-8")
            receivedMessage = json.loads(receivedMessage)
            print(receivedMessage)

            type = receivedMessage.get("type")

if __name__ == "__main__":
    serverSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    serverSocket.bind((serverIp,serverPort))
    serverSocket.listen(100)
    while True:
        connectionSocket,addr = serverSocket.accept()
        print(connectionSocket.getpeername()) #('127.0.0.1', 1958)
        Thread(target=socketHander,args=(connectionSocket,)).start()

客户端client.py

def socketHander(self):
    self.clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    self.clientSocket.connect((serverIp, serverPort))
    self.clientSocket.settimeout(2)
    self.ip,self.port = self.clientSocket.getsockname()
    print("self ip",self.ip)
    while True:
        #发送消息
        if len(self.sendMessage) == 0:
            pass
        else:
            if self.isChoosedFile == True:
                self.clientSocket.send(json.dumps(self.sendMessage).encode("utf-8"))
                self.messageList.AppendText("文件[" + self.fileName + "]发送成功\r\n")
                self.fileName = None
                self.dataOfChoosedFile = None
                self.isChoosedFile = False
                self.sendMessage = ""

            else:
                self.clientSocket.send(json.dumps(self.sendMessage).encode("utf-8"))
                self.messageList.AppendText("消息["+self.sendMessage.get("content")+"]发送成功\r\n")
                self.input.SetLabelText("")
                self.sendMessage = ""

        try:
            # 接收消息
            receivedMessage = self.clientSocket.recv(1024)
            receivedMessage = receivedMessage.decode("utf-8")
            receivedMessage = json.loads(receivedMessage)
            print(receivedMessage)
            type = receivedMessage.get("type")

            # 客户端接收服务端发来的转发消息
            if type == "1":
                print("客户端收到消息")
                sourceIp = receivedMessage.get("sourceIP")
                content = receivedMessage.get("content")
                if sourceIp == self.ip:
                    pass
                else:
                    self.messageList.AppendText("来自:["+sourceIp+"]的消息:["+content+"]\r\n")

            elif type == "2":
                # 客户端接收服务端发来的刷新列表请求
                self.userList = receivedMessage.get("content")
                self.setUserList()

            elif type == "3":
                filename = receivedMessage.get("filename")
                print("rrrr",filename)
                with open(filename,"w") as f:
                    f.write(receivedMessage.get("content"))
        except:
            print("等待数据...")
            pass
    pass

def setUserList(self):
    self.userListTree.DeleteChildren(self.rootID)
    for user in self.userList:
        # if user == self.ip:
        #     continue
        self.userListTree.AppendItem(self.rootID,user)
    pass

函数说明  

函数名称

函数功能

socket(param1,param2)

创建一个套接字，param1指明网络层协议，常用AF_INET(ip协议）；param2指明传输层协议，常用SOCK_STREAM(TCP)、SOCK_DGRAM(UDP)

bind((param1,param2))

绑定socket到指定的ip(param1)和端口(param2),注意param1,param2必须组成一个元组

listen(param)

指明服务端最大的客户端连接数

connect((param1,param2))

客户端连接到指定的服务端，参数同bind()

accept()

无参数，服务端接收来自客户端的连接请求

关于配置两台PC的连接过程，我已经将过程纪录于此：局域网下两台PC机互联填坑之路 ：https://blog.csdn.net/ygdxt/article/details/86562919

下一篇，我们将考虑将服务端部署到阿里云服务器，突破局域网的限制，随时随地聊天。

本篇博客我们把通信范围拓展到整个互联网

私有/公有ip

为什么socket绑定了ip地址和端口后,只能在局域网中通信呢，这就需要我们区分私有ip和公有ip  

公有IP

公有IP地址是由INIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给向INIC提出申请并成功注册的组织机构。通过公有IP地址能直接访问因特网，当然公有IP是要钱的。

私有IP

随着网络的发展，为节省可分配的注册IP地址，有一组IP地址被拿出来专门用于私有IP网络，称为私有IP地址。私有IP地址范围：

A类: 10.0.0.0~10.255.255.255

B类:172.16.0.0~172.31.255.255

C类:192.168.0.0~192.168.255.255      这些地址是不会被Internet分配的，它们在Internet上也不会被路由，虽然它们不能直接和Internet网连接，但通过技术手段仍旧可以和 Internet通讯（NAT技术）。公网IP是直接与英特网连接可以直接访问网络（上网），而私有IP地址则是在局域网中使用的IP地址，私有IP是不能直接上网的（无法直接和公网通信），当私有网络内的主机要与位于公网上的主机进行通讯时必须经过地址转换，将其私有地址转换为合法公网地址才能对外访问。也就是要使用NAT－Network Address Translation 网络地址转换技术。      那么平时我们的电脑是如何上网的呢？比如我们办理了电信宽带，拉一根网线连接到我们的电脑，我们的电脑就能上网了。实质上此时我们的电脑是一个私有IP，电信那边购买了一个公有IP，我们电脑和电信的公有IP之间有一个NAT技术设备，也就是说我们能上网是通过电信的公有IP实现的。      如果在家安装了路由器我们的多台电脑连接在这个路由器上，那么这些电脑直接就构成了局域网，在这几台电脑上可以直接进行局域网的通信。但是你家里构成的局域网和公司的局域网是不能通过局域网通信的。

在这里记录私有IP和公有IP的原因在于socket网络通信需要区别，以便我们知道哪些IP之间是不能通信的，哪些IP之间是可以通信的。从上述原理我们就知道同一个局域网内的设备A和设备A，设备A和设备B，广域网内的设备A和设备B可以实现双向连接通信，局域网的设备A和广域网的设备B可以单向连接（只能由局域网去连接广域网，也就是局域网是客户端，广域网是服务端；因为广域网的IP是固定且唯一的，局域网连接网络通过指定这个公有IP就能找到这台计算机，找的过程是局域网连接电信网络，通过NAT技术将这个局域网私有IP转换为公有IP然后再去和指定的公有IP通信，这样就可以找到指定的公有IP，相反私有IP是不能被公有IP找到的）通信。不同局域网之间的设备不能通信。

私有ip和公有ip参考了博客 https://blog.csdn.net/youand_me/article/details/83109238

思路分析  

了解上述区别了，我们要解决的一个问题是，获得一个可自由使用公有ip，这里推荐使用阿里云服务器，下面就是整个server/client系统上云的配置过程。

阿里云服务器配置  

购买阿里云服务器  

购买界面传送门：https://promotion.aliyun.com/ntms/yunparter/invite.html?userCode=otrai1l4

选择最低配置即可满足需求，完成学生认证后服务器低至9.5元/每月，阿里爸爸算是比较良心了哈哈  如果你不愿花钱，可以联系我免费使用我的阿里云服务器。前提是我的服务器没有到期。

这里有系统镜像和应用镜像，我的理解是应用镜像是在系统镜像上预装了一些应用软件，这里我选择的是系统镜像、Ubuntu 16.04 64位系统，其实这些配置在购买完成后是可以修改的，相等于重装系统。  由于是Linux系统，需要掌握一些基本的linux终端命令，这个很简单，百度十分钟就学会了。  

云服务器配置  

在概览处修改密码  

在防火墙处设置规则  

服务器默认只开放了指定端口，如果想要通过更多端口来访问服务器，我们需要添加一个规则，下图中最后一个规则就是我添加的  

云服务器环境搭建  

点击页面右上角的远程连接，可打开一个远程连接终端，我们就是这样来控制服务器的，玩过linux系统的同学应该很熟悉。

输入sudo su root切换至root身份  

虽然报了个错，但是也切换到root了，暂且忽略这个错误，注意最好不要使用屏幕提示的那样升级Ubuntu至18.04.

由于我们的是用python编码的，所以需要python环境，而ubuntu是预装了python的，不过是python2.7，我们可以通过python -V来查看python版本，所以下一步我们要做的就是安装python3,注意一定一定不要卸载python2，否则系统会非常脆弱。

安装

wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.3/Python-3.6.3.tgz

解压安装包

tar zxvf Python-3.6.3.tgz

切换到解压目录

cd Python-3.6.3

安装配置，同时指定安装路径  

./configure --prefix=/usr/local/python36

编译  

make

安装

make install

到此为止python3安装完毕，此时输入python -V,不出意外依然是输出python2.7，还需要一步修改python3为默认才行，这个过程叫做软连接

软连接

mv /usr/bin/python /usr/bin/python.bak

ln -s /usr/local/python36/bin/python3.6 /usr/bin/python

到此python3的环境算是完全配置好了。

上传python代码  

下一步就是要把我们的代码上传到阿里云服务器了，为了以后方便，先在云服务器上新建一个myfile文件夹，命令是：

mkdir myfile

然后windwos下连接linux服务器还需要下载一个软件，putty,非常小巧，也非常强大、好用

putty传送门:

https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

下载好之后安装，除了修改安装路径其余都是一直next，最后finish。

在“运行”中输入cmd，打开控制台，切换到刚才Putty的安装目录下，我的是d:\putty,然后输入pscp命令，我们需要这个命令来实现文件的上传。如下图所示，命令格式为：

pscp C:\Users\lenovo\Desktop\aliyun\server.py root@xx.xxx.xxx.xx:/home/admin/myfile/

即pscp 要上传的文件路径 服务器账号@服务器IP地址:要存放在服务器的位置路径,服务器账号一般固定是root

输入命令后出来这个：

,要不要在缓存中存储密码，为了安全输入n吧，回车后再输入密码，如果没出错的话，文件已经上传到服务器了，在服务器上可以通过ls命令查看

运行python代码  

理论上说使用命令:

python server.py

就能运行python了，但是这样有一个缺点就是一旦把连接终端关闭，server.py运行的进程已经被杀死了。要想一天24小时使代码在后台运行，可使用命令。

nohup python server.py &

代码打印信息不再在终端输出，而是保存在了同目录下的nohup.out里。

运行结果示例  

左边是云服务器，右边是本地客户端

Python的爱好者社区历史文章大合集：

2018年Python爱好者社区历史文章合集（作者篇）

2018年Python爱好者社区历史文章合集（类型篇）

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