本篇为《Go语言100个实战案例 · 网络与并发篇》第9篇，介绍如何使用 Go 编写一个简易的聊天室服务端。聊天室的实现涉及到并发连接管理、消息广播和客户端管理等重要的并发编程概念。通过本案例，你将学会如何构建一个高效、灵活的聊天系统。

一、实战背景

即时通讯是现代互联网应用中不可或缺的功能之一。无论是社交网络、企业沟通工具，还是游戏中的实时聊天，聊天室服务端都是它们的重要组成部分。

在本案例中，我们将创建一个简单的TCP聊天服务器，支持多个客户端并发连接，通过广播的方式实时发送消息。

二、实战目标

我们将实现一个基本的聊天室服务器，具备以下功能：

1. 支持多个客户端同时连接
2. 支持消息广播，所有连接的客户端可以接收到其他客户端发送的消息
3. 客户端可以输入消息发送给所有人
4. 客户端断开时，服务器能正常处理

三、完整代码实现

1. 服务端实现（server.go）

package mainimport ("fmt""net""sync""time"
)type Client struct {conn     net.Connusername string
}type ChatServer struct {clients map[*Client]boollock    sync.Mutex
}func NewChatServer() *ChatServer {return &ChatServer{clients: make(map[*Client]bool),}
}func (server *ChatServer) addClient(client *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()server.clients[client] = true
}func (server *ChatServer) removeClient(client *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()delete(server.clients, client)
}func (server *ChatServer) broadcastMessage(message string, sender *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()for client := range server.clients {if client != sender {_, err := client.conn.Write([]byte(message))if err != nil {fmt.Println("发送消息失败:", err)}}}
}func handleConnection(conn net.Conn, server *ChatServer) {defer conn.Close()var client *Clientfmt.Println("新的客户端连接:", conn.RemoteAddr())// 为每个客户端创建唯一的连接对象client = &Client{conn: conn}// 发送欢迎信息conn.Write([]byte("欢迎加入聊天室! 请输入你的昵称:\n"))// 获取用户名var username stringfmt.Fscan(conn, &username)client.username = usernameserver.addClient(client)// 向所有客户端广播消息，通知新用户加入server.broadcastMessage(client.username+" 加入了聊天室\n", client)// 处理客户端消息go func() {reader := make([]byte, 1024)for {length, err := conn.Read(reader)if err != nil {fmt.Println("客户端断开:", client.username)server.removeClient(client)break}message := fmt.Sprintf("%s: %s", client.username, string(reader[:length]))server.broadcastMessage(message+"\n", client)}}()// 保持主线程for {time.Sleep(time.Second * 1)}
}func main() {server := NewChatServer()// 启动服务器并监听端口listener, err := net.Listen("tcp", ":8080")if err != nil {fmt.Println("无法启动服务器:", err)return}defer listener.Close()fmt.Println("聊天室服务端已启动，监听端口 8080...")for {conn, err := listener.Accept()if err != nil {fmt.Println("连接错误:", err)continue}go handleConnection(conn, server)}
}

2. 客户端实现（client.go）

package mainimport ("fmt""net""os""bufio""strings"
)func main() {fmt.Print("请输入聊天室服务器的IP地址: ")var serverIP stringfmt.Scanln(&serverIP)conn, err := net.Dial("tcp", serverIP+":8080")if err != nil {fmt.Println("连接服务器失败:", err)return}defer conn.Close()fmt.Print("请输入你的昵称: ")var username stringfmt.Scanln(&username)conn.Write([]byte(username + "\n"))// 读取服务器的消息并显示go func() {reader := bufio.NewReader(conn)for {message, _ := reader.ReadString('\n')fmt.Print(message)}}()// 输入消息并发送到服务器for {fmt.Print("请输入消息: ")reader := bufio.NewReader(os.Stdin)message, _ := reader.ReadString('\n')message = strings.TrimSpace(message)if message == "exit" {fmt.Println("退出聊天室...")break}conn.Write([]byte(message + "\n"))}
}

四、运行方式

1. 启动聊天室服务端

go run server.go

输出示例：

聊天室服务端已启动，监听端口 8080...

2. 启动客户端（多个终端可以启动）

go run client.go

输入聊天室服务器的 IP 地址及昵称。

客户端输入示例：

请输入聊天室服务器的IP地址: 127.0.0.1
请输入你的昵称: Alice
请输入消息: Hello, everyone!

服务器端会接收到来自客户端的消息并广播：

新的客户端连接: 127.0.0.1:54321
Alice 加入了聊天室

五、关键技术点解析

1. 使用 TCP 连接实现客户端与服务端的通信

使用 Go 内置的 net 包，服务端监听指定端口，客户端通过 net.Dial 连接到服务器。

2. 客户端并发处理

• 使用 Goroutine 处理客户端输入和服务器的输出，确保客户端可以实时接收消息。
• 每当一个客户端连接，服务器会为其创建一个 Goroutine 来处理该客户端的消息。

go func() {reader := make([]byte, 1024)for {length, err := conn.Read(reader)if err != nil {fmt.Println("客户端断开:", client.username)server.removeClient(client)break}message := fmt.Sprintf("%s: %s", client.username, string(reader[:length]))server.broadcastMessage(message+"\n", client)}
}()

3. 广播消息

每当有客户端发送消息时，服务器会通过 broadcastMessage 方法将消息广播给所有其他客户端。

func (server *ChatServer) broadcastMessage(message string, sender *Client) {server.lock.Lock()defer server.lock.Unlock()for client := range server.clients {if client != sender {_, err := client.conn.Write([]byte(message))if err != nil {fmt.Println("发送消息失败:", err)}}}
}

4. 处理客户端的断开连接

当客户端断开连接时，服务器会清理相应的资源，确保不再向其发送消息。

server.removeClient(client)

六、可扩展方向

七、小结

通过本案例，你学会了如何使用 Go 构建一个简易的聊天室服务端，掌握了以下关键技术：

• 使用 TCP 进行客户端和服务端的通信
• 使用 Goroutine 实现并发处理多个客户端
• 实现消息广播功能
• 管理客户端连接和断开

这是构建高效聊天系统、即时通讯工具、多人在线游戏的基础。