基于NodeJS的聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

柳志強(qiáng)　陜粉麗

摘要：NodeJS把javascript推動(dòng)為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展核心驅(qū)動(dòng)力，給前端界帶來的更大的發(fā)展?jié)摿ΑＵ撐幕贜odeJS的事件驅(qū)動(dòng)及異步編程原理，就一個(gè)基于NodeJS的聊天室的實(shí)例結(jié)合HTML5的最新技術(shù)來展～javascript技術(shù)在后端服務(wù)器領(lǐng)域的前景。

關(guān)鍵詞：NodeJS；html5；聊天室；javascript；群聊

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）13-0069-02

1概述

1.1課題背景

在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代，各種各樣的新技術(shù)不斷出現(xiàn)。當(dāng)一門新技術(shù)普及的時(shí)候，又會面臨被其他的新技術(shù)替代，不斷的學(xué)習(xí)，不斷的研究，把新技術(shù)運(yùn)用在我們的實(shí)際生活當(dāng)中，才是技術(shù)更新?lián)Q代的本質(zhì)要求。作為一個(gè)前端愛好者，對HT—ML5的探索之路是不能停下的。跟很多前端界的朋友一樣，總夢想有一天可以用手里的技術(shù)操作后臺。NodeJS的出現(xiàn)正滿足了如此龐大群體的需要。對NodeJS相關(guān)技術(shù)的探究很有必要，很有意義的。

1.2系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)簡介

1.2.1HTML5相關(guān)技術(shù)

HTML5早已不僅僅是簡單的寫網(wǎng)頁的語言，而是前端界一系列新技術(shù)的總稱。系統(tǒng)使用最新的HTML5和CSS3以及ES6等相關(guān)技術(shù)，并對他們的新特l生作了部分研究。

1.2.2NodeJS

NodeJS是一個(gè)可以快速構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及應(yīng)用的平臺。該平臺是對GoogleV8引擎（應(yīng)用于Google Chrome瀏覽器）進(jìn)行了封裝。V8引擎執(zhí)行Javascript的速度非常快，各方面性能非常好。Node對一些特殊用例進(jìn)行了優(yōu)化，提供了很多替代的API，使得V8引擎在非瀏覽器環(huán)境下能更好地運(yùn)行。

1.2.3 Mongodb

Mongodb數(shù)據(jù)庫屬于文檔模型的NoSQL數(shù)據(jù)庫，文檔是多個(gè)鍵值對的有序的組合，允許創(chuàng)建非結(jié)構(gòu)化、任意類型的鍵值對，鍵不用事先定義、也不會固定不變。

2需求分析

2.1可行性分析

本文中主要討論的是技術(shù)可行性。主要從項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)角度，合理設(shè)計(jì)技術(shù)方案，并進(jìn)行比選和評價(jià)。NodeJS上的ExpressJS框架可以方便實(shí)現(xiàn)眾多功能：新建服務(wù)器，配置，設(shè)置路由，通過NPM命令“npm install”，運(yùn)行NodeJs中的NPM包即可安裝。

2.2功能需求

客戶端的主要功能：用戶登錄注冊、群聊、表情發(fā)送、文件傳輸和上傳圖片到群相冊；

服務(wù)器端的主要功能：啟動(dòng)和關(guān)閉后臺服務(wù)器建立連接監(jiān)聽客戶端請求。

3概要設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體分析

該聊天系統(tǒng)的主要模塊有：

1）登錄模塊，包括功能：顯示當(dāng)前用戶，保存用戶信息到session。

2）注冊模塊，包括功能：用戶圖像自動(dòng)生成。

3）群聊模塊，包括功能：群聊、表情發(fā)送、圖片發(fā)送、字體顏色修改、聊天記錄查看功能。

4）群相冊模塊，包括功能：上傳用戶圖像、選擇相冊上傳圖片。

3.2功能模塊圖

聊天工具由服務(wù)器端和客戶端組成，要分析清楚兩方面所要完成的任務(wù)，對設(shè)計(jì)來說，等于完成了一半。根據(jù)聊天的通信步驟，系統(tǒng)的功能模塊如圖1所示。

4詳細(xì)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)可分為登錄、注冊、群聊和群相冊四個(gè)功能模塊?！暗卿洝蹦K為用戶提供登錄界面，并在用戶登錄顯示好友列表；“注冊”模塊為把用戶信息錄入Mongodb數(shù)據(jù)庫中，“聊天”模塊實(shí)現(xiàn)用戶的即時(shí)傳送信息，即多用戶即時(shí)聊天，可以發(fā)送文字或者表情圖片；“群相冊”模塊主要實(shí)現(xiàn)一用戶群相冊上傳圖片或上傳自己的頭像。聊天記錄會保存到數(shù)據(jù)庫中的chats集合內(nèi)。

4.1登錄注冊模塊詳細(xì)實(shí)現(xiàn)

當(dāng)用戶首次進(jìn)入給定的網(wǎng)址后，會直接跳轉(zhuǎn)到登錄頁面，用戶可直接登錄，若沒有賬號，可點(diǎn)擊注冊按鈕進(jìn)入注冊頁面。考慮到用戶體驗(yàn)，注冊界面只有用戶名、密碼和確認(rèn)密碼三項(xiàng)即可完成注冊。當(dāng)用戶進(jìn)入注冊頁面，提交注冊后，首先實(shí)例化用戶表的模型，然后查找用戶名是否存在，如果不存在，會在數(shù)據(jù)庫中插入一條新的數(shù)據(jù)，完成注冊。

4.2群聊模塊詳細(xì)實(shí)現(xiàn)

用戶完成登錄后，客戶端與服務(wù)器端建立連接。連接建立成功后，客戶向服務(wù)器請求讀取在線人員名單；服務(wù)器收到該請求，開始讀取數(shù)據(jù)庫中的user表并得到所有成員的用戶名，向客戶端發(fā)送這些信息；客戶收到服務(wù)器信息后，就把這些信息展示到頁面中。userIndex表示在線用戶的人數(shù)，uselist表示顯示用戶的昵稱數(shù)組。聊天信息的發(fā)送與接收都是通過Sock-et.io模塊實(shí)現(xiàn)的。使用Socket.io對網(wǎng)絡(luò)上某一個(gè)服務(wù)器的某一個(gè)端口發(fā)出連接請求，一旦連接成功，打開會話；會話完成后，關(guān)閉Socket。也就是說，在服務(wù)端開啟socket服務(wù)，客戶端每一次連接成功時(shí)也都會同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)線程來處理這次連接的請求，而該連接會被保存在一個(gè)集合中，直到服務(wù)結(jié)束，連接關(guān)閉，該線程也會結(jié)束，同時(shí)從連接的集合中移除該連接。

4.3群相冊模塊詳細(xì)實(shí)現(xiàn)

當(dāng)用戶點(diǎn)擊聊天界面的群相冊，或點(diǎn)擊上傳圖標(biāo)時(shí)，會進(jìn)入群相冊界面，群相冊可以分類圖片，實(shí)現(xiàn)用戶的分類上傳，首先會觸發(fā)的事件為讀取uploads文件夾里的各個(gè)相冊，判斷是否為文件夾并完成遍歷。然后再把各個(gè)相冊的信息已數(shù)組的形式傳給客戶端的list頁面，用eis模板把服務(wù)器端傳過來的數(shù)據(jù)展示在頁面中。

當(dāng)用戶點(diǎn)擊一個(gè)相冊進(jìn)入時(shí)，又會觸發(fā)讀取相冊中圖片的函數(shù)，首先把要獲取的相冊名以參數(shù)的形式傳到服務(wù)器，服務(wù)器端取到該相冊中的所有的文件名稱，當(dāng)整個(gè)數(shù)據(jù)都獲得之后，才會觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，并讀取album頁面，把相冊里的圖片名稱傳到客戶端。

4.4其他功能

4.4.1聊天記錄保存查看實(shí)現(xiàn)

該功能并沒有很全面的實(shí)現(xiàn)，只是給用戶提供保存最近一段時(shí)間的聊天記錄，當(dāng)用戶點(diǎn)擊保存聊天記錄時(shí)，客戶端會把整個(gè)聊天界面的數(shù)據(jù)獲取到，并傳給服務(wù)器，然后在服務(wù)器端把用戶信息和聊天記錄保存到chats集合中。

4.4.2用戶圖像修改功能

當(dāng)用戶對自己的頭像不滿意時(shí)，可選擇上傳喜歡的頭像到user相冊，用戶需要在本地磁盤中存放已經(jīng)命名好的，并且是以自己的用戶名命名的jpg格式的圖片。當(dāng)上傳成功后，進(jìn)入到聊天界面會發(fā)現(xiàn)自己的頭像已換成剛才上傳的圖片。

5總結(jié)

初識NodeJS，并且學(xué)習(xí)和采用，主要原因是因?yàn)镹odeJS在解決當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的問題時(shí)，提供了高性能、高可靠和低功耗的方法。NodeJS所遵循的Unix設(shè)計(jì)哲學(xué)，又提供了最簡單有效的復(fù)用規(guī)范，符合軟件開發(fā)的原則。簡單有效，才會被大家自覺采用，采用得越多，重用的可能性就更大。

npm和github一起，為今天的軟件生產(chǎn)提供了新的生產(chǎn)關(guān)系，這也是當(dāng)前NodeJS超越其他社區(qū)的根本原因。不是單純的性能，也不僅僅是因?yàn)閯?dòng)態(tài)語言，甚至不是因?yàn)榇罅渴煜avas-cfipt的前端程序員（和后端程序員相比，由于缺少系統(tǒng)性的思維，前端Javascript程序員掌握NodeJS未必有多少優(yōu)勢），而是以更加便捷的分享式開發(fā)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)關(guān)系實(shí)實(shí)在在地提升了軟件生產(chǎn)力。在領(lǐng)域應(yīng)用層面NodeJS在Web開發(fā)領(lǐng)域特別是其中的前端部分已經(jīng)達(dá)到了驚人的繁榮程度，甚至有不少重要系統(tǒng)的后端部分也基于NodeJS完成，對于NodeJS的前景一片光明。