集群聊天服务器各个类进行详解

1.dh.h

类定义概要

类名： MySQL

功能：简化MySQL的连接、查询和更新操作，提供接口给上层应用使用。

成员变量

private:
MYSQL *_conn;

_conn：指向MYSQL结构体的指针，用于代表数据库连接实例。由mysql_init()初始化，之后通过mysql_real_connect建立连接。

构造与析构函数

MySQL()

作用：初始化数据库连接对象，调用mysql_init(nullptr)。
功能：为连接准备一个空的MYSQL实例。

~MySQL()

作用：释放数据库连接资源。
调用： mysql_close(_conn)，关闭连接，释放资源。

成员函数（公共接口）

bool connect()

用途：建立实际的数据库连接。
实现细节：
- 调用mysql_real_connect，连接到配置信息中的数据库（server、user、password、dbname、端口3306）。
- 连接成功后，设置字符集为gbk（mysql_query(_conn, "set names gbk")）。
- 连接成功则输出日志“connect mysql success!”。
- 连接失败则输出详细的错误信息，包含错误原因和连接参数。
返回值：
- true：连接成功
- false：连接失败

bool update(string sql)

用途：执行SQL更新操作（INSERT、UPDATE、DELETE等）。
实现细节：
- 调用mysql_query(_conn, sql.c_str())执行SQL。
- 若失败，输出错误，返回false。
- 成功返回true。
示例：插入新用户或修改数据。

MYSQL_RES *query(string sql)

用途：执行SQL查询语句（SELECT），返回结果集。
实现细节：
- 调用mysql_query(_conn, sql.c_str())执行查询。
- 若失败，输出错误信息，返回nullptr。
- 若成功，调用mysql_use_result(_conn)获取结果集。
返回值：
- MYSQL_RES*：结果集指针，调用者需负责释放。

MYSQL* getConnection()

用途：提供底层连接指针，便于更多的低级操作或调试。
返回： _conn指针。

其他细节

连接信息存储：
- server（127.0.0.1）
- user（root）
- password（Sf523416&111）
- dbname（chat）
这些信息是静态变量（static string），方便在整个程序中使用。
日志输出：
- 使用 muduo/base/Logging.h 提供的日志宏 LOG_INFO 和 LOG_ERROR，方便调试和监控。

总结

这个 MySQL 类封装了：

连接管理：内部维护一个MYSQL*连接句柄。
连接方法： connect()，连接数据库。
数据操作：
- update() 执行写操作（增删改）。
- query() 执行读操作，返回结果集指针。
资源管理：在析构函数中释放连接。

它为上层应用提供了简洁、封装的数据库访问接口，并加入了错误信息输出和日志记录，非常适合在实际的C++服务器项目中使用。

2.FriendModel类

让我们一起来详细分析这个FriendModel类，它主要负责维护和处理好友关系相关的操作。这个类封装了操作好友信息的两个核心功能：添加好友关系和查询好友列表。

类定义概述

#ifndef FRIENDMODEL_H
#define FRIENDMODEL_H

#include "user.hpp"
#include <vector>
using namespace std;

class FriendModel
{
public:
// 添加好友关系
void insert(int userid, int friendid);

// 返回用户好友列表
vector<User> query(int userid);
};

#endif

成员方法概述

1. void insert(int userid, int friendid)

功能：在好友关系表中插入一条新的好友关系。

2. vector<User> query(int userid)

功能：查询某个用户的所有好友，返回一个User对象的向量（好友列表）。

方法详细解读

1. 添加好友关系：void insert(int userid, int friendid)

实现逻辑：

构造SQL语句，格式为：
insert into friend values(userid, friendid)
创建MySQL对象，并连接数据库。
如果连接成功，执行update()方法插入好友关系。

说明：

这个操作假设friend表有两列（例如：userid 和 friendid），代表一对好友关系。

2. 查询好友列表：vector<User> query(int userid)

实现逻辑：

构造SQL语句，使用内部连接（inner join），查询用户的好友信息：

select a.id, a.name, a.state
from user a
inner join friend b on b.friendid = a.id
where b.userid = userid

这条语句的作用：
- 从user表中选出所有该用户的好友信息。
- 通过friend关系表关联用户ID。
创建一个vector<User>存放好友信息。
建立数据库连接，执行查询：
- 若成功，遍历MYSQL_RES结果集：
  - 利用mysql_fetch_row()读取每一行数据。
  - 创建一个User对象，设置其字段（id、name、state）。
  - 将User加入结果向量中。
- 释放MYSQL_RES资源。
返回好友列表vector<User>。

类成员变量

// 目前该类没有显式成员变量，只有成员方法

备注：

这个类设计中没有持久的成员变量，每次操作时都新建MySQL对象以连接数据库。这是一种简单实现，适合关系不频繁变动的场景。

其他细节

数据库操作：
- 插入关系时调用mysql.update(sql)，没有事务控制，简单插入。
- 查询好友信息时调用mysql.query(sql)，处理结果集。
安全性：
- 使用sprintf拼接SQL语句，可能存在SQL注入风险；实际应用中建议用参数化查询。
性能：
- 每次操作都新建数据库连接，不复用连接，可能影响效率。

总结

这个FriendModel类提供了两个主要功能：

添加好友关系：insert()

将两用户的好友关系存入数据库。

查询好友列表：query()

根据用户ID，查找所有好友信息，返回User对象的数组（好友列表）。

该设计结构简洁，直接，但在性能优化和安全性方面可以进一步增强（如连接池、参数化查询等）。

同时，它依赖于数据库表结构（friend表和user表）合理设计。

3.类比FriendModel类，还有usermodel, groupmodel,OfflinMegModel

这是数据操作模型层，负责在业务逻辑和数据存储之间传递信息。它知道如何把业务需求（如添加好友）转化为数据库操作，也懂得如何把数据库查询结果转化为业务可用的对象。

4.group.hpp,groupuser.hpp,user.hpp

让我们详细分析这三个类（User、GroupUser、Group）的设计与作用，它们都是典型的 ORM（对象关系映射）类，用于映射数据库中的表结构到 C++ 对象中，方便开发中对数据的操作。

1. User 类（用户基础表的ORM类）

class User
{
public:
User(int id = -1, string name = "", string pwd = "", string state = "offline")
{
this->id = id;
this->name = name;
this->password = pwd;
this->state = state;
}

void setId(int id) { this->id = id; }
void setName(string name) { this->name = name; }
void setPwd(string pwd) { this->password = pwd; }
void setState(string state) { this->state = state; }

int getId() { return this->id; }
string getName() { return this->name; }
string getPwd() { return this->password; }
string getState() { return this->state; }

protected:
int id;
string name;
string password;
string state;
};

作用与设计：

表示“用户”实体，将用户表中的字段(id, name, password, state)映射为类成员。
提供了构造函数、getter、setter方法，方便操作。
典型的ORM类，用于在程序中封装用户信息。

2. GroupUser 类（群组用户，扩展了User，添加角色信息）

复制代码

class GroupUser : public User
{
public:
void setRole(string role) { this->role = role; }
string getRole() { return this->role; }

private:
string role; // 用户在群组中的角色（如管理员、普通成员）
};

作用与设计：

继承自User，意味着“群组内的用户”具有用户的所有基本属性（如ID、用户名、密码、状态）。
增加role属性，表示用户在群组中的角色。
设计理念：一个群组中的用户不仅仅算作普通用户，还需区分角色，因此在群组关系中，添加了角色字段。

总结：

GroupUser是一个“关系类”，表示某个用户在某个群组中的身份信息（不仅仅是用户，还包括角色属性）。
这样设计方便在多对多关系中存储角色信息（如用户属于哪个群，角色怎样）。

3. Group 类（群组类）

class Group
{
public:
Group(int id = -1, string name = "", string desc = "")
{
this->id = id;
this->name = name;
this->desc = desc;
}

void setId(int id) { this->id = id; }
void setName(string name) { this->name = name; }
void setDesc(string desc) { this->desc = desc; }

int getId() { return this->id; }
string getName() { return this->name; }
string getDesc() { return this->desc; }
vector<GroupUser> &getUsers() { return this->users; }

private:
int id; // 群组ID
string name; // 群组名称
string desc; // 群组描述
vector<GroupUser> users; // 包含的成员列表（每个成员带角色信息）
};

作用与设计：

表示“群组”实体，映射群组表。
含有ID、名称、描述字段。
users 成员变量用来存储群组的所有成员（GroupUser对象），实现多对多关系（一个群组有多个用户，一用户可能在多个群组）。
提供了基本的getter/setter方法。

关系与整体架构理解

User：代表整个系统的用户信息，映射用户表。
GroupUser：继承用户信息，并附加角色信息，代表某用户在特定群组中的角色（多对多关系中的中间表/关系实体）。
Group：代表群组实体，含其成员（GroupUser的集合）信息。

这套设计体现了面向对象方式对数据库关系的封装：

通过Group类管理群组信息和成员列表；
通过GroupUser类描述用户和角色之间的关系；
通过User类描述用户基础信息。

总结：

这三类共同组成了一个与“群组聊天”功能相关的对象模型架构。
设计充分利用继承（GroupUser继承User）来复用代码，增强扩展性。
使得程序能够以对象的方式操作数据库中的用户、群组与成员关系。

5.Redis 类

这份redis.hpp和redis.cpp实现了一个封装了Redis发布订阅（Pub/Sub）功能的类，方便在C++项目中使用Redis进行消息通信。下面我会详细介绍这个类中的成员变量和成员函数，帮助你理解它的设计思想和使用方法。

Redis 类成员和方法详解

1. 成员变量

复制代码

private:
redisContext *_publish_context; // 负责发布消息的上下文
redisContext *_subcribe_context; // 负责订阅消息的上下文
function<void(int, string)> _notify_message_handler; // 消息接收时的回调函数

_publish_context：用来连接和操作Redis的发布(PUBLISH)命令，用于向频道发送消息。
_subcribe_context：用来连接和操作Redis的订阅(SUBSCRIBE)命令，用于监听和接收频道的消息。
_notify_message_handler：业务层定义的回调函数，用于通知业务层收到的消息。

2. 构造函数和析构函数

复制代码

Redis(); // 构造函数，初始化成员指针为空
~Redis(); // 析构函数，释放连接

构造函数：初始化指针为nullptr。
析构函数：如果指针不为空，调用redisFree()释放资源，避免内存泄漏。

3. 核心功能成员方法

connect()

复制代码

bool connect();

连接本地Redis服务器（默认地址为 127.0.0.1:6379）。
分别创建两个连接：一个用于发布，一个用于订阅。
连接成功后，启动一个独立线程调用observer_channel_message()，不断监听订阅通道中的消息，异步通知业务层。

publish()

复制代码

bool publish(int channel, string message);

向指定频道发布消息。
使用redisCommand()执行PUBLISH命令。
如果成功，返回true，否则返回false。

subscribe()

复制代码

bool subscribe(int channel);

订阅指定频道。
使用redisAppendCommand()和redisBufferWrite()向Redis服务器发出SUBSCRIBE命令。
注意：订阅操作是非阻塞的，只是发出订阅命令，接收消息由后台线程监听。

unsubscribe()

复制代码

bool unsubscribe(int channel);

取消订阅某个频道。
使用类似subscribe()的方式发出UNSUBSCRIBE命令。

observer_channel_message()

复制代码

void observer_channel_message();

运行在后台线程中，持续调用redisGetReply()接收Redis服务器推送的消息。
解析收到的消息数组（reply->element）：
- reply->element[2]->str：消息内容
- reply->element[1]->str：频道编号
调用_notify_message_handler()通知业务层收到新消息。

init_notify_handler()

复制代码

void init_notify_handler(function<void(int, string)> fn);

初始化消息通知的回调函数。
用户在业务层定义处理逻辑后，调用此函数注册。

其他细节说明

连接管理：在connect()中创建两个redisContext，方便分别处理发布和订阅的连接，避免竞争和阻塞。
多线程：
- 订阅消息的监听在observer_channel_message()中运行在单独的线程，保证异步处理。
内存管理：
- 使用freeReplyObject()释放redisReply资源。
命令执行：
- 发布：redisCommand()
- 订阅/取消订阅：redisAppendCommand() + redisBufferWrite()，避免阻塞调用。
错误处理：
- 连接失败和命令失败都输出错误信息，返回false。

总结：

这个Redis类封装了Redis的Pub/Sub基本操作：

连接：connect()
发布消息：publish()
订阅频道：subscribe()
取消订阅：unsubscribe()
异步监听消息：在后台线程中自动调用observer_channel_message()，收到消息后通过回调通知业务逻辑。
回调机制：用户可以注册自己的消息处理函数。

它实现了异步订阅模型，能很好地应用在类似聊天服务器、实时通知等场景，非常实用。

6.ChatServer类

你的代码基于知名的 Muduo 网络库，实现了一个高效、易维护的聊天服务器主控类。下面按照结构–成员变量–成员方法详细分析：

一、ChatServer 类的结构作用

ChatServer 封装了实际的网络服务器逻辑，负责：

初始化服务器、设置参数
监听和管理客户端连接
管理消息收发和业务处理
调度事件循环（事件驱动）

二、成员变量讲解

private:
TcpServer _server; // 组合muduo库，实现服务器功能的类对象
EventLoop *_loop; // 指向事件循环对象（相当于主线程的事件分发器）

1. TcpServer _server

Muduo 中封装的 TCP 服务器核心类。
能自动监听端口，负责底层 epoll、多线程 I/O、连接管理等“苦力活”。
ChatServer 通过它实现与客户端的所有网络交互。

2. EventLoop *_loop

事件循环指针。
实际上是主 Reactor 的事件分发器，用于响应 I/O 事件。

三、成员方法详解

构造函数：ChatServer(EventLoop*, const InetAddress&, const string&)

ChatServer(EventLoop *loop, const InetAddress &listenAddr, const string &nameArg)
: _server(loop, listenAddr, nameArg), _loop(loop)
{
// 注册链接回调
_server.setConnectionCallback(std::bind(&ChatServer::onConnection, this, _1));
// 注册消息回调
_server.setMessageCallback(std::bind(&ChatServer::onMessage, this, _1, _2, _3));
// 设置线程数量
_server.setThreadNum(4);
}

作用总结与细节分析：

初始化 _server，告诉 muduo 用哪台主机 IP/端口监听（listenAddr）、取什么名字（nameArg）、用哪个 event loop。
setConnectionCallback()：绑定"有新连接/断开"时执行 onConnection 方法。
setMessageCallback()：绑定"收到消息"时执行 onMessage 方法。
setThreadNum(4)：用 4 个工作线程处理 I/O，提升吞吐量。

void start()

void ChatServer::start()
{
_server.start();
}

真正地启动服务器（让 Muduo 开始监听并接收客户端连接）。

void onConnection(const TcpConnectionPtr&)

void ChatServer::onConnection(const TcpConnectionPtr &conn)
{
// 客户端断开链接
if (!conn->connected())
{
ChatService::instance()->clientCloseException(conn);
conn->shutdown();
}
}

核心作用：

这是连接状态变化时的回调（新连接或断开）。
如果连接断开，则做以下处理：
- 通知业务服务层进行账号、数据等“下线”处理（clientCloseException）。
- 主动关闭 socket（conn->shutdown()）。

void onMessage(const TcpConnectionPtr&, Buffer *, Timestamp)

void ChatServer::onMessage(const TcpConnectionPtr &conn, Buffer *buffer, Timestamp time)
{
string buf = buffer->retrieveAllAsString();
try {
json js = json::parse(buf);
// 检查必须字段
if (!js.contains("msgid")) {
throw json::exception("Missing 'msgid' field");
}
auto msgHandler = ChatService::instance()->getHandler(js["msgid"].get<int>());
msgHandler(conn, js, time);
}
catch (const json::exception& e) {
LOG_ERROR << "JSON parse error: " << e.what();
if (conn->connected()) {
json response;
response["msgid"] = INVALID_MSG_ACK;
response["errno"] = 400;
response["errmsg"] = "Invalid JSON format: " + string(e.what());
conn->send(response.dump());
}
}
catch (const exception& e) {
LOG_ERROR << "Message handling error: " << e.what();
}
}

详细流程：

拿到完整缓冲区数据（收到的一次消息）。

尝试解析为 JSON 对象。

检查是否有"msgid"字段（决定了本消息应该怎么处理）。

调用 ChatService::instance()->getHandler(msgid) 找到对应业务处理函数，然后把消息传给它执行。

如果解析失败/消息结构有误，则：

打日志报错
给客户端返回错误提示

作用通俗理解：

“服务器收到客户发来的消息，把这消息当成快递包裹拆开看——快递单上写着包裹类型（msgid），然后根据类型分给对应员工（handler）处理。拆快递出错就写个反馈单还回去。”

四、补充说明

成员方法之间的关系

start 用于启动服务器。
onConnection/onMessage 并不是主动调用，而是事件驱动，在有连接/消息时被 Muduo 框架自动调用。
事件响应机制和reactor思想一致。

和 ChatService 的协作

ChatServer 只管网络部分，具体业务如何处理交由 ChatService，“专人专职”，大大降低耦合。

五、总结

ChatServer 核心成员&方法概览：

名称简要作用

_server	Muduo 的 TCP 服务器，负责监听和通信。
_loop	名字叫event loop，事件派发中心。
start()	启动服务器。
onConnection()	检测连接/断开，并在断开时交给业务进一步下线处理。
onMessage()	收到客户端数据时解析json，根据业务类型分发给具体handler处理；出问题自动回错。
构造函数	初始化服务器参数并注册各回调，每一步都让ChatServer做最擅长的事情。

这样，不仅代码结构清晰，而且便于扩展和维护，是高性能网络服务推荐的模式！

7.chatservice类

会把这个ChatService类中的所有成员变量和方法，逐个详细讲解，确保你理解每个部分的作用、设计思想以及它们的工作流程，而且会尽力用通俗易懂的语言，让你像听故事一样理解这个“聊天服务”系统。

一、类的整体架构和角色定位

ChatService是一个“聊天服务器”的核心业务类（管理者）。它采用单例模式（确保整个程序中只存在唯一的实例），负责处理所有的“用户登录、注册、点对点聊天、群聊、好友关系、群组操作”等业务逻辑。

二、成员变量（这个类内部存的“存储空间”和“工具箱”）

1. 单例实例

static ChatService *instance();

作用：提供调用的入口，用于获取或创建唯一的ChatService实例（即单例设计模式）。
通俗理解：就像超市只有一个“管理员”实例，这个方法帮你拿到它。

2. 消息处理映射表

unordered_map<int, MsgHandler> _msgHandlerMap;

作用：把不同“消息ID”映射到对应“处理函数”。
比如：登录对应login()函数，注册对应reg()函数。
通俗理解：就像菜单点菜表，点“牛排”就知道要做牛排一样。

3. 在线用户连接表

unordered_map<int, TcpConnectionPtr> _userConnMap;

作用：存放已登录、在线用户的“用户ID”和“对应的TCP连接指针”。
用途：当需要向某用户发消息时，先找这个表看用户是否在线，在线了就可以直接推送消息。
通俗理解：像“电话簿”，存着每个谁在线、用哪个电话（连接）。

4. 连接互斥锁

mutex _connMutex;

作用：在多线程环境下，保证对_userConnMap的操作（增删改查）是安全的。
为何需要：因为可能有多个连接同时操作这个表，比如一个用户刚登录、登出，或服务器在同时处理多个请求。

5. 数据模型对象（操作数据库）

复制代码

UserModel _userModel;
OfflineMsgModel _offlineMsgModel;
FriendModel _friendModel;
GroupModel _groupModel;

作用：封装了数据库操作的封装类（操作用户信息，离线消息，好友关系，群组信息）。
例子：
- _userModel：查询或更新用户信息。
- _offlineMsgModel：存储或读取离线消息。
- _friendModel：管理好友关系（添加好友等）。
- _groupModel：管理群聊信息。

6. Redis操作对象

复制代码

Redis _redis;

作用：封装了与Redis（一个高速的数据库和消息队列系统）的交互，用于实现“跨进程”、“多服务器”的消息推送和订阅。

三、主要方法（业务逻辑执行的“技能”）

1. 获取单例实例

复制代码

static ChatService *instance();

作用：返回全局唯一的ChatService对象，确保程序中只有一个“聊天服务”。
实现：用“静态局部变量”，保证只创建一次。

2. 构造函数（注册消息-handler）

复制代码

ChatService::ChatService()

作用：
- 初始化各种消息ID和对应的请求处理函数的映射关系。
- 链接（连接）Redis，为后续消息订阅做准备。

注册消息响应（通过bind绑定对应成员函数）

login注册到LOGIN_MSG
register注册到REG_MSG
oneChat注册到ONE_CHAT_MSG
还有好友添加、创建群、加入群、群聊的处理方法。
通俗理解：像打电话时拨通不同号码调用不同小姐姐的服务。

3. 业务重置（重要）

复制代码

void reset();

作用：
- 在服务器异常或重启时调用。
- 将所有“已登录的用户”状态重置为“离线”状态（确保状态同步真实情况）。
调用场景：系统崩溃后，恢复正常工作状态。

4. 获取特定“消息类型”对应的处理函数

复制代码

MsgHandler getHandler(int msgid);

作用：
- 输入msgid，返回对应的处理函数（函数指针或lambda）。
- 如果找不到，就返回一个“错误处理器”。
设计亮点：
- 动态路由：前端发的不同消息会被路由到不同的处理函数去。

5. 各类具体业务的处理方法（详细讲解）

login()登陆流程

输入：用户ID、密码。
逻辑：-查询用户信息，验证密码。-用户已在线，提示重复登录，否则：-存用户名和连接关系到_userConnMap，方便推送。-在Redis订阅频道（方便跨服务通知）。-更新用户状态为在线。-返回用户信息（包括离线消息、好友列表、群组信息）。
作用：实现实际“登陆”功能。

reg()注册

输入：用户名、密码。
逻辑：-校验格式、长度。-存入数据库。-返回成功或失败。

loginout()退出/注销

作用：-从活跃连接中删除用户。-在Redis取消订阅某渠道（让其他服务器知道该用户已离线）。-更新数据库用户状态。

clientCloseException()

作用：
- 处理客户端异常断开连接（比如突然关闭窗口，没有正常退出）。
- 类似loginout，清除连接，更新状态。

oneChat()点对点聊天

输入：接收方toid，消息内容。
机制：-第一步：找_userConnMap，看看对方是否在线（直接推）。-第二步：如不在线，则存离线消息。-第三步：如果对方在线但不在自己服务器（假设多节点），就用Redis发布消息，其他节点会收信息。

addFriend()添加好友

输入：自己ID和好友ID。
操作：存入好友关系表。

createGroup()

输入：发起人ID、群组名、描述。
操作：-在数据库中创建新群。-将发起人加入该群（权限设为“creator”）。

addGroup()加入群组

输入：用户ID、群ID。
操作：将用户加入群组。

groupChat()群聊

输入：群ID、群成员消息。
作用：
- 中转消息：
  - 先找成员在不在线（在自己连接map里）。
  - 在线了推送。
  - 不在线存离线消息（存到数据库中）。

6. 处理Redis订阅消息

复制代码

void handleRedisSubscribeMessage(int, string);

作用：
- 其他服务器发布同步消息后，调用此函数。
- 找到对应的用户连接，如果在，推送消息。
-否则，存离线消息。

四、重点总结（通俗版）

ChatService就像一个“指挥官”，协调所有聊天相关的操作。
存放“用户和连接关系”，方便主动“发消息给用户”。
有事注册“事件处理器”：不同的ID对应不同操作（登录、注册、聊天、群聊）。
利用Redis实现多服务消息同步。
每个业务都是封装好的函数：登录、注册、点对点聊天等。
整体设计高扩展性、线程安全、结构清晰。