WeChat 聊天系统

项目介绍

WeChat 聊天系统是一个基于分布式架构的即时通讯应用，包含服务器集群和跨平台客户端。该系统模仿了微信的核心功能，采用现代C++技术栈构建，支持用户注册、登录、好友管理、即时消息通信等功能。项目采用微服务架构设计，确保系统的高可用性、可扩展性和可维护性。

项目结构图

graph TD
    WeChat["WeChat系统架构"]

    %% 主要组件
    Server["服务器集群"]
    Storage["数据存储"]
    Client["客户端应用"]

    %% 服务器集群子组件
    GateServer["GateServer (网关服务器)"]
    VerifyServer["VerifyServer (验证服务器)"]
    StatusServer["StatusServer (状态服务器)"]
    ChatServer["ChatServer (聊天服务器)"]

    %% 数据存储子组件
    MySQL["MySQL"]
    Redis["Redis"]

    %% 客户端子组件
    QtClient["Qt客户端"]
    Login["登录/注册模块"]
    ChatUI["聊天界面"]
    FriendManage["好友管理"]
    MessageHistory["消息历史查询"]

    %% 服务器功能
    GateServerFunc["处理HTTP请求，验证码生成，用户注册登录"]
    VerifyServerFunc["提供身份验证服务，验证码校验"]
    StatusServerFunc["管理用户状态，ChatServer分配"]
    ChatServerFunc["处理实时消息，好友管理，聊天历史"]

    %% 数据存储功能
    MySQLFunc["用户信息，好友关系，消息历史"]
    RedisFunc["令牌存储，验证码缓存，临时状态"]

    %% 连接关系
    WeChat --> Server
    WeChat --> Storage
    WeChat --> Client

    %% 服务器连接
    Server --> GateServer
    Server --> VerifyServer
    Server --> StatusServer
    Server --> ChatServer

    GateServer --> GateServerFunc
    VerifyServer --> VerifyServerFunc
    StatusServer --> StatusServerFunc
    ChatServer --> ChatServerFunc

    %% 数据存储连接
    Storage --> MySQL
    Storage --> Redis
    MySQL --> MySQLFunc
    Redis --> RedisFunc

    %% 客户端连接
    Client --> QtClient
    QtClient --> Login
    QtClient --> ChatUI
    QtClient --> FriendManage
    QtClient --> MessageHistory

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项目架构

服务器架构

WeChat 系统采用微服务架构，将不同功能拆分为独立的服务，通过gRPC和HTTP进行通信：

1. GateServer - 网关服务器

   • 处理HTTP请求
   • 用户注册与登录
   • 验证码生成与发送
   • 使用Boost.Beast实现HTTP服务器

2. VerifyServer - 验证服务器

   • 验证码验证
   • 提供gRPC接口供其他服务调用
   • Redis缓存验证码

3. StatusServer - 状态服务器

   • 用户状态管理
   • ChatServer负载均衡
   • Token认证与验证
   • gRPC服务提供

4. ChatServer - 聊天服务器

   • 实时消息处理
   • 好友关系管理
   • 消息历史记录存储
   • 使用Boost.Asio实现TCP长连接

通信协议

• 服务间通信：gRPC (Protobuf)
• 客户端与网关通信：HTTP
• 客户端与聊天服务器通信：自定义TCP协议

数据存储

• MySQL：存储用户信息、好友关系、消息历史等持久化数据
• Redis：存储验证码、Token、临时会话信息等需要高速访问的数据

客户端架构

客户端采用Qt框架开发，实现跨平台支持：

• 使用Qt的信号槽机制实现异步通信
• 采用单例模式管理全局资源
• 基于TCP长连接实现消息的实时收发
• HTTP请求处理用户认证和注册

项目功能

用户管理

• 账号注册（用户名、密码、邮箱）
• 邮箱验证码验证
• 账号/邮箱登录
• 密码重置功能

好友管理

• 搜索用户
• 发送好友请求
• 接受/拒绝好友申请
• 好友列表显示

即时通讯

• 实时文本消息收发
• 消息历史记录查询
• 好友在线状态显示
• 未读消息提醒

系统功能

• 聊天服务器负载均衡
• 用户身份验证与授权
• 数据安全性保障
• 分布式服务自动发现与恢复

项目优势

技术优势

1. 高性能架构：采用C++开发，结合Boost.Asio实现高并发处理能力
2. 分布式设计：服务解耦，单个服务故障不影响整体系统运行
3. 可扩展性：各服务可独立扩展，根据负载动态调整
4. 数据安全：密码加密存储，通信加密，令牌验证
5. 代码优化：使用现代C++特性，设计模式应用，提高代码质量

功能优势

1. 实时通信：基于TCP长连接，保证消息实时性和可靠性
2. 跨平台支持：Qt客户端支持Windows、Linux、MacOS
3. 用户体验：简洁直观的界面设计，操作流程优化
4. 功能完整：覆盖即时通讯系统的核心功能
5. 鲁棒性：完善的错误处理和异常机制

技术栈

后端

• C++ 17
• Boost (Beast, Asio)
• gRPC & Protobuf
• MySQL Connector/C++
• Redis (hiredis)
• nlohmann/json

前端

• Qt 6
• C++
• QSS样式表
• Qt网络模块

构建工具

• CMake
• Ninja
• vcpkg (依赖管理)

联系方式

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• Email: 1989601704@qq.com

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