socket.io

Posted 2020-12-28 williamjie

 

socket

• socket.io一个是基于Nodejs架构体系的，支持websocket的协议用于实时通信的一个软件包。
• socket.io 给跨浏览器构建实时应用提供了完整的封装，socket.io完全由javascript实现

依赖的外部包

express、socket.io

安装

• npm install --save-dev express
• npm install --save-dev socket.io
• 默认会在项目下新建一个node_module文件,引入express和socket.io的外部包

服务器server：

var express = require(‘express‘);
var app = express();
var http = require(‘http‘);
//创建一个服务器
var server = http.createServer(app);
//监听端口
var port = normalizePort(process.env.PORT || ‘3000‘);
server.listen(port);

app.set(‘views‘, path.join(__dirname, ‘views‘));

//服务器端引入socket.io
var io = require(‘socket.io‘).listen(server);
io.on(‘connection‘, function(socket){
  socket.on(‘message‘, function () { });
  socket.on(‘disconnect‘, function(){...});
});

客户端client

//客户端引入socket
var socket = io();
socket.on(‘connect‘, function () {
  socket.send(‘hi‘);

  socket.on(‘message‘, function (msg) {
    // my msg
  });
});

原理

• 服务器保存好所有的 Client->Server 的 Socket 连接，
• Client A 发送消息给 Client B 的实质是：Client A -> Server -> Client B。
• 即 Client A 发送类似 {from:‘Client A‘, to:‘Client B‘, body: ‘hello‘} 的数据给 Server。
• Server 接收数据根据 to值找到 Client B 的 Socket 连接并将消息转发给 Client B

使用

• 使用socket.io，其前后端句法是一致的。
• 即通过socket.emit() 来激发一个事件；
• 通过socket.on() 来监听和处理对应事件；
• 这两个事件通过传递的参数进行通信。

服务器信息传输基本语法

• 所有客户端

// send to current request socket client
// 发送一个请求的当前请求的socket客户端
socket.emit(‘message‘, "this is a test");
// sending to all clients except sender
// 广播消息，不包括当前的发送者
socket.broadcast.emit(‘message‘, "this is a test");
// sending to all clients, include sender
// 发送消息给所有客户端，包括发送者
io.sockets.emit(‘hi‘, ‘everyone‘);
io.emit(‘hi‘, ‘everyone‘); // 写的简单点：

• 房间内发送

// sending to all clients in ‘room1‘ room except sender
// 给房间room1的所有客户端发送消息，不包括发送者
socket.broadcast.to(‘room1‘).emit(‘message‘, ‘hello‘);
// sending to all clients in ‘room1‘ room(channel), include sender
// 给房间room1的所有客户端发送消息，包括发送者
io.sockets.in(‘room1‘).emit(‘message‘, ‘hello‘);

• 指定发送给单个用户

// sending to individual socketid
// 给单个用户socketId发送消息
io.sockets.socket(socketId).emit(‘message‘, ‘for your eyes only‘);

socket.set和socket.get方法分为用于设置和获取变量。

io.sockets.on(‘connection‘, function (socket) {
 socket.on(‘set nickname‘, function (name) {
   socket.set(‘nickname‘, name, function () {
     socket.emit(‘ready‘);
   });
 });

 socket.on(‘msg‘, function () {
   socket.get(‘nickname‘, function (err, name) {
     console.log(‘Chat message by ‘, name);
   });
 });
});

socket.join()加入房间 && socket.leave()离开房间

io.on(‘connection‘, function(socket){
  //加入房间
  socket.join(‘some room‘);
  //用to或者in是一样的，用emit来给房间激发一个事件
  io.to(‘some room‘).emit(‘some event‘):
  //socket.leave(‘some room‘);
});

io.on(‘disconnection‘, function(socket){
  //一旦disconneted,那么会自动离开房间
  ...
});

socket.send()和socket.recv()消息的发送和接收

• socket.emit()和socket.send()的区别
• socket.emit allows you to emit custom events on the server and client
• socket.send sends messages which are received with the ‘message‘ event

---

数组操作

新建一个数组

var onlineList = [];

添加元素到数组

onlineList.push(uid);

判断元素是不是在数组

onlineList.indexOf(uid)

• 返回值：
• -1：不在数组中
• 其他数值：对应的下标

删除数据

index = onlineList.indexOf(uid)  //找到对应的下标
onlineList.splice(index,1)  //删除index到index+1的数据，也就是删除下标为index的数据

• 请注意，splice() 方法与 slice() 方法的作用是不同的，splice() 方法会直接对数组进行修改。

---

数据库设计和学习：

用户数据结构：包含用户名，密码和图片

var userSchema = new Schema({
    username: String,
    password: String,
    imgUrl: String,
    meta: {
        updateAt: {type:Date, default: Date.now()},
        createAt: {type:Date, default: Date.now()}
    }
});

朋友数据结构

• 包含uid--自身的id值，fid--朋友的id值
• mongodb数据库每次新建一个对象，都会默认给这个对象一个唯一的_id值，作为这个对象的唯一标识符
• 将uid的类型定义为ObjectId，设置引用ref为User
• 在查询消息的时候可以同时查询两张表，而默认的_id值也就是他查询的键

var mongoose = require(‘../db‘);
var Schema = mongoose.Schema;
var ObjectId = Schema.Types.ObjectId;

var friendSchema = new Schema({
    uid: {type:ObjectId, ref:‘User‘},
    fid: {type:ObjectId, ref:‘User‘},
    meta: {
        updateAt: {type:Date, default: Date.now()},
        createAt: {type:Date, default: Date.now()}
    }
});

消息数据结构

• 消息是两个用户之间的通信，因此需要from和to两个对象
• 同时也需要uid

var messageSchema = new Schema({
    uid: {type:ObjectId, ref:‘User‘},//用户
    from: {type:ObjectId, ref:‘User‘},//发送给谁
    to: {type:ObjectId, ref:‘User‘},//谁接收
    msg: String,
    type: Number,//已读1 or 未读0
    meta: {
        updateAt: {type:Date, default: Date.now()},
        createAt: {type:Date, default: Date.now()}
    }
});

---

新建一个用户数据

• $("body").on(‘click‘, ‘#registerBtn‘, doRegister);
• 点击body中的id为registerBtn的按钮，执行doRegister函数

• ajax是一种异步的请求，当用户每次输入一定的值，服务器都会把这个值传递过来

• $("#usr").val()--用jquery的方式获取id为usr的表单的值

• $("#userThumb").attr("src")--用jquery的方式获取id为userThumb的属性src的值，获取图片的路径

• JSON.stringify是将传递过来的数据转换为JSON格式

• 如果成功，那么success,执行后面的function();

• $.cookie(‘username‘, result.data.username, {expires:30});是利用jquery.cookie.js将数据存放到cookie里面

function doRegister() {

    $.ajax({
        type: "POST",   //方式post
        url: "/register",  //路径register
        contentType: "application/json",
        dataType: "json",     //数据类型json格式
        data: JSON.stringify({
            ‘usr‘: $("#usr").val(),   //用户名
            ‘pwd‘: $("#pwd").val(),    //密码
            ‘imgUrl‘: $("#userThumb").attr("src")   //图片
        }),
        success: function(result) {
            if (result.code == 99) {             //失败弹出错误信息
                console.log("注册失败")
            } else {                            //成功就将输入的数据作为cookies存入
                console.log("注册成功");
                console.log(result.data);
                $.cookie(‘username‘, result.data.username, {expires:30});
                $.cookie(‘password‘, result.data.password, {expires:30});
                $.cookie(‘imgUrl‘,   result.data.imgUrl,   {expires:30});
                $.cookie(‘id‘,       result.data._id,      {expires:30});
                location.href = "/webchat"; //跳转到聊天界面
            }
        }
    })
}

我们可以通过拆分的方法，将上面的代码拆解为几个版块

1. 将路由定义为一个变量

var urlRegister = "/register";

2.将上面的一段代码提炼出骨干

function postData(url, data, cb) {
    var promise = $.ajax({
        type: "post",
        url: url,  //传递过来的post路径
        dataType: "json",
        contentType: "application/json",
        data:data  //传递过来的data
    });
    promise.done(cb);   //执行cb回调函数
}

3.将数据转换为JSON格式，传递参数到postData()，执行函数

var jsonData = JSON.stringify({
   ‘usr‘: $("#usr").val(),   //用户名
   ‘pwd‘: $("#pwd").val(),    //密码
   ‘imgUrl‘: $("#userThumb").attr("src")
});
postData(urlRegister, jsonData, cbRegister);

4.cbRegster()函数

function cbRegister(result) {
    console.log(result);
    if (result.code == 99) {             //失败弹出错误信息
        console.log("注册失败")
    } else {                            //成功就将输入的数据作为cookies存入
        console.log("注册成功");
        console.log(result.data);
        $.cookie(‘username‘, result.data.username, {expires:30});
        $.cookie(‘password‘, result.data.password, {expires:30});
        $.cookie(‘imgUrl‘,   result.data.imgUrl,   {expires:30});
        $.cookie(‘id‘,       result.data._id,      {expires:30});
        location.href = "/webchat"; //跳转到聊天界面
    }
}

头像上传

$("body").on(‘change‘, ‘#uploadFile‘, preUpload);
$("body").on(‘click‘,  ‘#UploadBtn‘,  doUpload);

• 表单传递的方式设置为POST
• post路径设置为/uploadImage
• 传递过来的数据类型为form
• 最后如果上传成功，那么将id为userThumb的src属性设置为传递过来的data

function doUpload() {
    //取出上传过来的文件
    var file = $("#uploadFile")[0].files[0];  
    //与普通的Ajax相比，使用FormData的最大优点就是可以异步上传二进制文件。
    var form = new FormData();
    form.append("file", file);

    $.ajax({
        url: "/uploadImg", //路径设置为uploadImage
        type: "POST",
        data: form,  //数据格式为form
        async: true,
        processData: false,
        contentType: false,
        success: function(result) {
            startReq = false;
            if (result.code == 0) {
                //将id为userThumb的src属性设置为传递过来的data
                $("#userThumb").attr("src", result.data);
            }
        }
    });
}

通过formidable这个npm包来实现图片的上传

• 安装: npm install --save-dev formidable
• 引入: var formidable = require(‘formidable‘);
• 图片post到/uploadImg
• var form = new formidable.IncomingForm();新建一个form
• form.uploadDir = "./public/thumb";设置文件存放的位置，自己事先定义好用来存放图片的文件夹
• 这边有一个问题是上传图片之后，图片的路径是window的路径‘/‘，而我们在浏览器渲染要手动修改为‘‘

router.post(‘/uploadImg‘, function(req, res, next) {

  var form = new formidable.IncomingForm();
  var path = "";
  var fields = [];

  form.encoding = ‘utf-8‘;
  form.uploadDir = "./public/thumb";//存放文件的位置
  form.keepExtensions = true;
  form.maxFieldsSize = 30000 * 1024 * 1024;

  var uploadprogress = 0;
  console.log("start:upload----"+uploadprogress);  //开始上传

  form.parse(req);

  form.on(‘field‘, function(field, value) {
        console.log(field + ":" + value);
      })
      .on(‘file‘, function(field, file) {
        path = ‘\‘ + file.path; //获取文件的本地路径
      })
      .on(‘progress‘, function(bytesReceived, bytesExpected) {
        uploadprogress = (bytesReceived / bytesExpected * 100).toFixed(0);
        console.log("upload----"+ uploadprogress);  //上传中
      })
      .on(‘end‘, function() {
        console.log(‘-> upload done
‘); //上传结束
        entries.code = 0;
        entries.data = path;  //将路径赋给data
        res.writeHead(200, {
          ‘content-type‘: ‘text/json‘
        });
        res.end(JSON.stringify(entries)); //将entries转换为JSON格式
      })
      .on("err",function(err){  //发生错误
        var callback="<script>alert(‘"+err+"‘);</script>";
        res.end(callback);
      })
      .on("abort",function(){  //中断
          var callback="<script>alert(‘"+ttt+"‘);</script>";
          res.end(callback);
      });
});

• 最后用post过来的user创建一个新的user数据对象

router.post(‘/register‘, function(req, res, next) {
  //添加用户
  dbHelper.addUser(req.body, function (success, doc) {
    res.send(doc);
  })
});

exports.addUser = function(data, cb) {

    var user = new User({
        username: data.usr,
        password: data.pwd,
        imgUrl:   data.imgUrl
    });

    user.save(function(err, doc) {
        if (err) {
            cb(false, err);
        } else {
            cb(true, entries);
        }
    })
};

这样整个上传的逻辑就已经写完了，接下来是添加一个朋友，和上面的做法一致。
唯一不同的是，我们在添加朋友的时候，一般都是相互之间都成为朋友的，所以在新建的时候要同时新建两个user

var friend_me = new Friend({
    uid: data.uid,//自己的id
    fid: data.fid
});

var friend_frd= new Friend({
    uid: data.fid,//朋友的id
    fid: data.uid
});

保存也需要同时保存两个新的对象
这里采用的是async的并行parallel操作,async的引入是通过var async = require(‘async‘);

async.parallel({
    one: function(callback) {
        //保存自己
        friend_me.save(function(err, doc) {
            callback(null, doc);
        })
    },
    two: function(callback) {
        //保存朋友
        friend_frd.save(function(err, doc) {
            callback(null, doc);
        })
    }
}, function(err, results) {
    // results is now equals to: {one: 1, two: 2}
    cb(true, entries);
});

消息的传递也需要同时创建两个消息，一个用来发给自己，另一个是发给朋友，保存的方式和朋友一致

var message_me = new Message({
    uid: data.uid,  //自己
    from: data.from,
    to: data.to,
    type: config.site.ONLINE,//在线
    message: data.msg
});
var message_friend = new Message({
    uid: data.to,   //朋友,data.to中保存的是朋友的fid
    from: data.from,
    to: data.to,
    type: data.type,//朋友需要判断是否在线
    message: data.msg
});

---

数据表的查询

方式一，findOne

User.findOne({username: data.usr }, function(err, doc) {
        ......
    }
})

方式2. find()+ exec(函数体), 其中exec是execute执行下一个函数的意思

User.find()
     .exec(function(err, docs) {
        ......
     })

方式3.

• 两张表之间的查询,mongodb提供了populate方法用来查询两张表
• 索引号也就是_id
• populate()函数可以带两个参数，第一个参数是查询的外键对应的数据表，第二个可以规定需要查询的字段，比如‘username‘。

Friend.find({‘uid‘: uid}) //找到uid对应的uid
      .populate(‘fid‘)  //查找fid对应的user表
      .exec(function(err, docs){
       ....
      })

---

点对点聊天的实现

• 首先用户加入到一个唯一的sessionId的房间
  socket.emit(‘join‘, sessionId);

• 用户发送消息给socket
  socket.send(_id,fid,msg);

• socket给uid发送消息msg
  io.to(uid).emit(‘msg‘, uid,fid,msg);

• socket给fid发送消息msg
  io.to(fid).emit(‘msg‘, uid,fid,msg);

• 服务器端监听消息

socket.on(‘message‘, function(uid,fid,msg){
  var type;//在线还是不在线
  if(onlineList.indexOf(fid) === -1){//判断朋友是不是在线
     type= config.site.OFFLINE;//用户不在线
     //socket给自己发送消息不在线
     io.to(uid).emit(‘msg‘, uid,fid,msg);
  }else {
    type=config.site.ONLINE;//在线
    io.to(fid).emit(‘msg‘, uid,fid,msg);//socket给朋友发送消息
    io.to(uid).emit(‘msg‘, uid,fid,msg);//socket给自己发送消息
  }
  //构建一个data的json数据
  var data = {
   "uid": uid,
   "from": uid,//自己
   "to": fid,//朋友
   "type": type,
   "msg": msg
  };

  //调用dbHelper中的addMessage函数来将消息存放到数据库
  dbHelper.addMessage(data, function(success,data){
     ...
  });

});

• 客户端socket.on(‘msg‘)来监听消息的发送

socket.on(‘msg‘, function(uid, fid, msg) {

  fromID = (_id == fid)?uid:fid;  //接受到的消息的发送人id

  if (_id == fid) {
      fImg = $(‘#‘+uid).children(‘img‘).attr(‘src‘);//获取到图片路径
      message = $.format(TO_MSG, fImg, msg)//格式化为发送的消息
  } else {
      message = $.format(FROM_MSG, _img, msg); //格式化为收到的消息
  }
  $("#v"+fromID).append(message); //将消息append添加到前端
  $("#v"+fromID).scrollTop($("#v"+fromID)[0].scrollHeight);
});

---

如何使session唯一

如果用户与用户之间的聊天不是在同一个聊天室的话，那么他们的聊天消息会出错
所以我们要为用户指定一个唯一的聊天室id

• A先加入,A-a_id,B加入，b_id，
• A->B: sid=a_id+b_id;
• B->A: sid=a_id+b_id;
• 这样session的值就唯一了

roomId = (uid>fid)?(uid+fid):(fid+uid);

---

历史消息的处理

存放消息

• 首先在存放历史消息的时候，给历史消息一个属性type，表示朋友是否在线
• 如果朋友在线，type设置为1
• 如果朋友不在线，type设置为0
• 把消息存放到数据库里面

---

取出离线消息

• 用find()方法指定需要取出type为1的消息
• 从form对应的表中取出响应的字段，添加到messageList数组

exports.getOfflineMsg = function (data, cb) {

    var uid =  data.uid;

    Message.find({‘uid‘:uid, ‘type‘:‘1‘})
        .populate(‘from‘)
        .exec(function(err, docs) {
            var messageList=new Array();
            for(var i=0;i<docs.length;i++) {
                messageList.push(docs[i].toObject());
            }
            cb(true, messageList);
        });
}

将取出的消息渲染到前端的页面

var msg = $.format(TO_MSG, result[i].from.imgUrl, result[i].msg);
...
$("#v"+fid).append(msg);

---

设置离线消息为已读状态

• var conditions = {‘uid‘:uid, ‘from‘:fid, ‘type‘:‘0‘};
• 按照条件查询数据库里面type为0的数据的每一条数据
• var update = {$set :{ ‘type‘ : ‘1‘}};
• 将数据库里面的数据的type类型设置为1,表示为已读状态
• var options = { multi: true };
• 使用multi:true`的属性将数据库里面全部的数据一次性更新

var uid = data.uid;
var fid = data.fid;

var conditions = {‘uid‘:uid, ‘from‘:fid, ‘type‘:‘0‘};
var update = {$set :{ ‘type‘ : ‘1‘}};
var options = { multi: true };

Message.update(conditions,update,options, function(error,data){
    if(error) {
        console.log(error);
    }else {
        data.id = fid;
        cb(true, data);
    }
})

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