今天开始想更新一个C++项目，实现一个支持跨服务器通信、支持负载均衡的集群聊天服务器项目。项目会应用muduo网络库、CMake编译、MySQL数据库、JSon序列化与反序列化、Redis消息订阅模式以及Nginx负载均衡功能。
有兴趣的宝可以跟我一起实操起来，巩固自己的C++学习吧~
一、项目介绍
本项目是在Linux环境下开发，使用CMake编译构建的基于muduo网络库开发的集群聊天服务器，通过muduo的TcpServer和TCpClient类设计服务端、客户端，使用 muduo 注册消息事件到来的回调函数，并根据得到的MSGID定位到不同的功能处理函数中，主要实现用户注册、用户登录、添加好友、添加群组、群组聊天以及保持离线消息等功能，用户数据存放于MySQL数据库中进行增删改查。
Json实现通信数据的序列化与反序列化，使用第三方库 json.hpp实现
为提高服务器的并发处理能力，可以采用升级服务器性能或增加服务器数量，考虑到机器性能总是有限的，引入Nginx的负责均衡功能将客户端请求分发到不同的服务器上分担压力。
由于采用集群服务器，有多个服务器维护用户，某一业务服务器聊天对象在自己服务器用户表发现离线，可能在别的服务器上在线，本应发送在线消息却发送离线消息，为实现跨服务器通信，服务器直接互联带宽压力大，资源占用庞大，因此引入中间件消息队列Redis，通过Redis的发布订阅消息通信模式，提高服务器的响应能力。
二、项目需求
1. 客户端新用户注册
2. 客户端用户登录
3. 添加好友和添加群组
4. 好友聊天
5. 群组聊天
6. 离线消息
7. nginx配置tcp负载均衡
8. 集群聊天系统支持客户端跨服务器通信
三、技术栈
1、Json序列化和反序列化
2、muduo网络库开发
3、nginx源码编译安装和环境部署
4、nginx的tcp负载均衡器配置
5、redis缓存服务器编程实践
6、基于发布-订阅的服务器中间件redis消息队列编程实践
7、MySQL数据库编程CMake构建编译环境
了解了项目需求与技术栈后，现在让我们一起来搭建所需环境吧~
四、环境搭建
搭建需求：
1.ubuntu linux环境
2. 安装Json开发库
3. 安装boost + muduo网络库、cmake编译开发环境，
4. 安装redis环境
5. 安装mysql数据库
6. 安装nginx
4.1 操作系统
我使用的系统为ubuntu操作系统，版本为20.04，大家可以使用命令查看自己系统的版本信息
查看命令：
（1）命令：
lsb_release -a
（2）命令：
cat /proc/version
（3）命令：
uname -a
当然，centos及其他系统也可以，大家根据自己实际情况使用对应命令搭建即可！
4.2 muduo网络库的安装
由于muduo网络库是基于Boost网络库，所以先安装Boost库
4.2.1 Boost库安装
（1）下载Boost库
（2）解压
tar xzvf boost_1_69_0.tar.gz
（3）解压完毕后，进入目录中
cd /boost_1_69_0/
（4）获取所需的库，主要的是boost::regex支持的icu
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential g++ python-dev autotools-dev libicu-dev build-essential libbz2-dev libboost-all-dev
（5）Boost引导程序设置
./bootstrap.sh --prefix=/usr/
执行
./b2
安装
sudo ./b2 install
（6）测试是否安装成功
#include
#include
#include
using namespace std;
class Hello{
public:
void say(string name)
{
cout << name << "Nice to meet you!" << endl;
}
};
int main()
{
Hello h;
auto func=boost::bind(&Hello::say,&h,"Hey boy ");
func();
return 0;
}
如果打印结果：
代表安装成功！
4.2.2 muduo库安装
muduo库是一个基于reactor反应堆模型的多线程C++网络库，基于Boost开发的。
（1）解压muduo压缩文件
unzip muduo-master.zip
（2）进入解压目录
cd muduo-master
（3）vi编辑CMakeLists.txt文件，注释第十三option行，保存退出
（4）运行build.sh源码编译构建程序，muduo是用cmake来构建的，需要安装cmake
命令：
sudo apt-get install cmake
编译：
./build.sh
编译完成，安装muduo库
./build.sh install
（5）拷贝头文件和库文件路径
把inlcude（头文件）和lib（库文件）目录下的文件拷贝到系统目录下
cd build/release-install-cpp11/include/
mv muduo/ /usr/include/
cd../lib/
mv * /usr/local/lib/
（6）编写测试代码，测试muduo是否能正常使用
#include
#include
#include
#include
// 使用muduo开发回显服务器
class EchoServer {
public:
EchoServer(muduo::net::EventLoop* loop,
const muduo::net::InetAddress& listenAddr);
void start();
private:
void onConnection(const muduo::net::TcpConnectionPtr& conn);
void onMessage(const muduo::net::TcpConnectionPtr& conn,
muduo::net::Buffer* buf,
muduo::Timestamp time);
muduo::net::TcpServer server_;
};
EchoServer::EchoServer(muduo::net::EventLoop* loop,
const muduo::net::InetAddress& listenAddr)
: server_(loop, listenAddr, "EchoServer")
{
server_.setConnectionCallback(boost::bind(&EchoServer::onConnection, this, _1));
server_.setMessageCallback(boost::bind(&EchoServer::onMessage, this, _1, _2, _3));
}
void EchoServer::start()
{
server_.start();
}
void EchoServer::onConnection(const muduo::net::TcpConnectionPtr& conn)
{ LOG_INFO << "EchoServer - " << conn->peerAddress().toIpPort() << " -> "
<< conn->localAddress().toIpPort() << " is " << (conn->connected() ? "UP" : "DOWN");
}
void EchoServer::onMessage(const muduo::net::TcpConnectionPtr& conn,
muduo::net::Buffer*buf,
muduo::Timestamp time)
{
// 接收到所有的消息，然后回显
muduo::string msg(buf->retrieveAllAsString());
LOG_INFO << conn->name() << " echo " << msg.size() << " bytes, "
<< "data received at " << time.toString(); conn->send(msg);
}
int main()
{
LOG_INFO << "pid = " << getpid();
muduo::net::EventLoop loop;
muduo::net::InetAddress listenAddr(8888);
EchoServer server(&loop, listenAddr);
server.start();
loop.loop();
}
终端执行命令：
g++ Muduo_text.cpp -lmuduo_net -lmuduo_base -lpthread -std=c++11
执行./a.out文件，程序开始运行，再开启一个终端，输入
echo "Hello world"|nc localhost 8888
终端回显Hello world,且服务器端打印日志信息，证明muduo库安装成功！
4.3 Json第三方库
使用json.hpp第三方库
JSON for Modern C++ 是一个由德国大牛 nlohmann 编写的在 C++ 下使用的 JSON 库。
#include "json.hpp"
using json = nlohmann::json;
4.4 安装Redis环境
安装Redis可参考这篇博主的文章：Ubuntu中安装mysql和redis并配置远程连接_ubuntu redis远程访问-CSDN博客
4.5 安装Mysql环境
sudo apt-get install mysql-server =》 安装最新版MySQL服务器
sudo apt-get install libmysqlclient-dev =》 安装开发包
最后只要能使用
mysql -u root -p
登录，密码是123456即可
使用命令：
netstat -tanp
查看是否安装成功
如果看到有mysqld与redis-server服务开启即可
4.7 nginx环境可后续再安装
4.8 配置远程开发环境
我选用的开发方式是：windows+vscode配置远程Linux开发环境
注意注意注意！这里vscode要用管理员方式打开
（1）linux系统运行sshd服务
见上图开启mysqld与redis-server服务，可以看到开启sshd服务
（2）在vscode上安装Remote Development插件，其依赖插件会自动安装
当然，还要下载C/C++、Code Runner和CMake等插件，见下图，大家自行安装
（3）配置远程linux主机的信息
左边的小图标，有个远程电脑样式
点击SSH右边的小齿轮，打开SHH配置文件
选择第一个config文件
IP地址可用
ifconfig
命令查看
（4）在vscode上开发远程连接linux
点击在当前窗口连接，输入密码即可登陆成功
至此，环境配置成功！
需特别注意：vscode管理员身份运行、.ssh权限问题以及ssh扩展设置问题
大家可以先按照上述步骤搭建环境，搭建成功后进行接下来的项目研究！
如果有问题，还请及时联系我，感谢~
参考文章：
在Ubuntu上安装Boost的五种方法(全网最全，建议收藏)_ubuntu安装boost-CSDN博客
C++ muduo网络库知识分享01 - Linux平台下muduo网络库源码编译安装-CSDN博客
Ubuntu中安装mysql和redis并配置远程连接_ubuntu redis远程访问-CSDN博客
精彩文章
发表评论