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基于Python Socket的多线程聊天程序实现

news 来源：原创 2025/4/24 10:48:42

本文将详细介绍如何使用Python的socket模块和多线程技术实现一个简单的聊天程序，包含服务端和客户端的完整实现。这个程序允许多个客户端通过服务器进行消息转发，实现基本的聊天功能。

一、程序架构概述

本聊天程序采用客户端-服务器架构，主要包含两个核心组件：

聊天服务器(chat_server.py)：负责管理所有客户端连接，接收消息并转发给目标客户端
聊天客户端(chat_client.py)：与用户交互，发送和接收消息

程序使用TCP协议进行通信，采用多线程技术处理并发请求。

二、服务器端实现分析

服务器端是聊天系统的核心，负责维护所有客户端连接并转发消息。下面是关键代码分析：

import socket
from multiprocessing import Process
from threading import Thread# 存储所有客户端连接的字典，键是客户端地址，值是socket连接对象
user_dic = {}def send_recv(client_coon, client_addr):"""处理单个客户端连接的线程函数:param client_coon: 客户端socket连接对象:param client_addr: 客户端地址(IP,端口)"""while True:# 接收客户端发送的消息(最大1024字节)并解码为UTF-8字符串res = client_coon.recv(1024).decode('utf-8')print("客户端发送的消息：" + res)# 解析消息，格式为"目标IP:目标端口:消息内容"# 提取目标客户端地址(IP,端口)tu = (res.split(":")[0], int(res.split(":")[1]))# 从字典中获取目标客户端的socket连接client_coon2 = user_dic.get(tu)if client_coon2 is None:print("对方已下线！")else:# 构造转发消息，包含发送方端口和消息内容message = "%s 账户对您说：%s \n" % (client_addr[1], res.split(":")[2])# 发送消息给目标客户端client_coon2.send(message.encode('utf-8'))if __name__ == '__main__':# 创建TCP socketserver_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 绑定服务器IP和端口server_socket.bind(('172.16.1.32', 9999))# 开始监听，设置最大等待连接数为5server_socket.listen(5)while True:print('等待连接')# 接受客户端连接，返回连接对象和客户端地址client_coon, client_addr = server_socket.accept()# 将新客户端连接存入字典user_dic[client_addr] = client_coon# 为每个客户端创建独立线程处理消息Thread(target=send_recv, args=(client_coon, client_addr)).start()

服务器端关键点说明：

连接管理：使用字典user_dic存储所有活跃客户端连接，键是客户端地址，值是socket对象
消息格式：客户端发送的消息格式为目标IP:目标端口:消息内容
多线程处理：为每个客户端连接创建独立线程，避免阻塞主线程
消息转发：服务器解析消息后，查找目标客户端并进行消息转发

三、客户端实现分析

客户端负责与用户交互，发送和接收消息。下面是关键代码分析：

import socket
from multiprocessing import Process
from threading import Threaddef send_msg(client_socket):"""发送消息的线程函数:param client_socket: 客户端socket对象"""while True:# 获取用户输入的消息msg = input("请输入要发送的消息----")# 发送消息到服务器(UTF-8编码)client_socket.send(msg.encode('utf-8'))def recv_msg(client_socket):"""接收消息的线程函数:param client_socket: 客户端socket对象"""while True:# 接收服务器消息(最大1024字节)并解码为UTF-8字符串msg = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')# 打印接收到的消息print(msg)if __name__ == '__main__':# 创建TCP socketclient_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 绑定客户端IP和端口(可选)client_socket.bind(('172.16.1.32', 8084))# 连接服务器client_socket.connect(('172.16.1.4', 8081))print("欢迎：%s登录" % str(client_socket.getsockname()))# 创建发送消息线程Thread(target=send_msg, args=(client_socket,)).start()# 创建接收消息线程Thread(target=recv_msg, args=(client_socket,)).start()