分享
  1. 首页
  2. 文章

使用golang构建实时白板

chapin · · 1617 次点击 · · 开始浏览
这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

首先,我们需要创建一个用于与用户交互消息的桥梁(Hub)。这个思路类似于Gorilla's 的 chat 例子。

Client struct

创建一个 client.go 文件

package main
import (
 "github.com/gorilla/websocket"
 uuid "github.com/satori/go.uuid"
)
type Client struct {
 id string
 hub *Hub
 color string
 socket *websocket.Conn
 outbound chan []byte
}

为client编写一个构造方法,这里使用了UUID和随机颜色库

func newClient(hub *Hub, socket *websocket.Conn) *Client {
 return &Client{
 id: uuid.NewV4().String(),
 color: generateColor(),
 hub: hub,
 socket: socket,
 outbound: make(chan []byte),
 }
}

新建 utilities.go 文件来编程 generateColor 方法

package main
import (
 "math/rand"
 "time"
 colorful "github.com/lucasb-eyer/go-colorful"
)
func init() {
 rand.Seed(time.Now().UnixNano())
}
func generateColor() string {
 c := colorful.Hsv(rand.Float64()*360.0, 0.8, 0.8)
 return c.Hex()
}

写一个用于到Hub读取消息 read 的方法,如果有错误发生,将会通知unregistered通道

func (client *Client) read() {
 defer func() {
 client.hub.unregister <- client
 }()
 for {
 _, data, err := client.socket.ReadMessage()
 if err != nil {
 break
 }
 client.hub.onMessage(data, client)
 }
}

write方法从outbound通道获取消息并发送给用户。这样,服务器将能够发送消息到客户端。

func (client *Client) write() {
 for {
 select {
 case data, ok := <-client.outbound:
 if !ok {
 client.socket.WriteMessage(websocket.CloseMessage, []byte{})
 return
 }
 client.socket.WriteMessage(websocket.TextMessage, data)
 }
 }
}

在 client struct中添加 启动 和 结束 进程的方法,并且在启动方法中使用 goroutine 运行 read 和 write 方法

func (client Client) run() {
 go client.read()
 go client.write()
}
func (client Client) close() {
 client.socket.Close()
 close(client.outbound)
}

Hub struct

新建 hub.go 文件并声明 Hub struct

package main
import (
 "encoding/json"
 "log"
 "net/http"
 "github.com/gorilla/websocket"
 "github.com/tidwall/gjson"
)
type Hub struct {
 clients []*Client
 register chan *Client
 unregister chan *Client
}

添加构造方法

func newHub() *Hub {
 return &Hub{
 clients: make([]*Client, 0),
 register: make(chan *Client),
 unregister: make(chan *Client),
 }
}

添加 run 方法

func (hub *Hub) run() {
 for {
 select {
 case client := <-hub.register:
 hub.onConnect(client)
 case client := <-hub.unregister:
 hub.onDisconnect(client)
 }
 }
}

编写一个将http升级到WebSockets请求的方法。 如果升级成功,客户端将被添加到 clients 中。

var upgrader = websocket.Upgrader{
 // Allow all origins
 CheckOrigin: func(r *http.Request) bool { return true },
}
func (hub *Hub) handleWebSocket(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 socket, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
 if err != nil {
 log.Println(err)
 http.Error(w, "could not upgrade", http.StatusInternalServerError)
 return
 }
 client := newClient(hub, socket)
 hub.clients = append(hub.clients, client)
 hub.register <- client
 client.run()
}

编写一个发送消息到客户端的方法

func (hub *Hub) send(message interface{}, client *Client) {
 data, _ := json.Marshal(message)
 client.outbound <- data
}

编写一个广播(broadcast)消息到所有客户端的方法(排除自己)

func (hub *Hub) broadcast(message interface{}, ignore *Client) {
 data, _ := json.Marshal(message)
 for _, c := range hub.clients {
 if c != ignore {
 c.outbound <- data
 }
 }
}

Messages

Messages 将使用JSON作为交互格式。 每条消息将携带一个"kind"字段,以区分消息

新建messages.go文件并创建 message 包

声明所有消息"kinds"的枚举

package message
const (
 // KindConnected is sent when user connects
 KindConnected = iota + 1
 // KindUserJoined is sent when someone else joins
 KindUserJoined
 // KindUserLeft is sent when someone leaves
 KindUserLeft
 // KindStroke message specifies a drawn stroke by a user
 KindStroke
 // KindClear message is sent when a user clears the screen
 KindClear
)

声明一些简单的数据结构

type Point struct {
 X int `json:"x"`
 Y int `json:"y"`
}
type User struct {
 ID string `json:"id"`
 Color string `json:"color"`
}

声明所有的消息类型结构体并编写 构造函数。kind 字段在构造函数中设置

type Connected struct {
 Kind int `json:"kind"`
 Color string `json:"color"`
 Users []User `json:"users"`
}
func NewConnected(color string, users []User) *Connected {
 return &Connected{
 Kind: KindConnected,
 Color: color,
 Users: users,
 }
}
type UserJoined struct {
 Kind int `json:"kind"`
 User User `json:"user"`
}
func NewUserJoined(userID string, color string) *UserJoined {
 return &UserJoined{
 Kind: KindUserJoined,
 User: User{ID: userID, Color: color},
 }
}
type UserLeft struct {
 Kind int `json:"kind"`
 UserID string `json:"userId"`
}
func NewUserLeft(userID string) *UserLeft {
 return &UserLeft{
 Kind: KindUserLeft,
 UserID: userID,
 }
}
type Stroke struct {
 Kind int `json:"kind"`
 UserID string `json:"userId"`
 Points []Point `json:"points"`
 Finish bool `json:"finish"`
}
type Clear struct {
 Kind int `json:"kind"`
 UserID string `json:"userId"`
}

Handling message flow

返回hub.go文件,添加所有缺少的功能。

onConnect函数表示客户端连接,在 run方法中调用。 它将用户的画笔颜色和其他用户的信息发送给客户端。 它还将当前连接的用户信息通知给其他在线用户。

func (hub *Hub) onConnect(client *Client) {
 log.Println("client connected: ", client.socket.RemoteAddr())
 // Make list of all users
 users := []message.User{}
 for _, c := range hub.clients {
 users = append(users, message.User{ID: c.id, Color: c.color})
 }
 // Notify user joined
 hub.send(message.NewConnected(client.color, users), client)
 hub.broadcast(message.NewUserJoined(client.id, client.color), client)
}

onDisconnect函数从 clients 中删除断开连接的客户端,并通知其他人有人离开。

func (hub *Hub) onDisconnect(client *Client) {
 log.Println("client disconnected: ", client.socket.RemoteAddr())
 client.close()
 // Find index of client
 i := -1
 for j, c := range hub.clients {
 if c.id == client.id {
 i = j
 break
 }
 }
 // Delete client from list
 copy(hub.clients[i:], hub.clients[i+1:])
 hub.clients[len(hub.clients)-1] = nil
 hub.clients = hub.clients[:len(hub.clients)-1]
 // Notify user left
 hub.broadcast(message.NewUserLeft(client.id), nil)
}

每当从客户端收到消息时,都会调用onMessage函数。 首先通过使用tidwall/gjson包来读取它是什么样的消息,然后分别处理每个情况。

在这个例子中,情况都是相似的。 每个消息获得用户的ID,然后转发给其他客户端。

func (hub *Hub) onMessage(data []byte, client *Client) {
 kind := gjson.GetBytes(data, "kind").Int()
 if kind == message.KindStroke {
 var msg message.Stroke
 if json.Unmarshal(data, &msg) != nil {
 return
 }
 msg.UserID = client.id
 hub.broadcast(msg, client)
 } else if kind == message.KindClear {
 var msg message.Clear
 if json.Unmarshal(data, &msg) != nil {
 return
 }
 msg.UserID = client.id
 hub.broadcast(msg, client)
 }
}

最后,编写main.go文件

package main
import (
 "log"
 "net/http"
)
func main() {
 hub := newHub()
 go hub.run()
 http.HandleFunc("/ws", hub.handleWebSocket)
 err := http.ListenAndServe(":3000", nil)
 if err != nil {
 log.Fatal(err)
 }
}

Front-end app

前端应用程序将用纯JavaScript编写。 在client目录创建index.html文件

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Collaborative Drawing App</title>
 <style>
 #canvas {
 border: 1px solid #000;
 }
 </style>
</head>
<body>
 <canvas id="canvas"
 width="480"
 height="360">
 </canvas>
 <div>
 <button id="clearButton">Clear</button>
 </div>
 <script>
 MESSAGE_CONNECTED = 1;
 MESSAGE_USER_JOINED = 2;
 MESSAGE_USER_LEFT = 3;
 MESSAGE_STROKE = 4;
 MESSAGE_CLEAR = 5;
 window.onload = function () {}
 </script>
</body>
</html>

上面的代码会创建一个画布和一个清除按钮。 以下所有JavaScript代码都编写在window.onload事件处理程序中。

Drawing on canvas

声明一些变量

var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext("2d");
var isDrawing = false;
var strokeColor = '';
var strokes = [];

编写canvas处理事件

canvas.onmousedown = function (event) {
 isDrawing = true;
 addPoint(event.pageX - this.offsetLeft, event.pageY - this.offsetTop, true);
};
canvas.onmousemove = function (event) {
 if (isDrawing) {
 addPoint(event.pageX - this.offsetLeft, event.pageY - this.offsetTop);
 }
};
canvas.onmouseup = function () {
 isDrawing = false;
};
canvas.onmouseleave = function () {
 isDrawing = false;
};

编写addPoint方法,strokes是一个画笔数组,存储所有的点。

function addPoint(x, y, newStroke) {
 var p = { x: x, y: y };
 if (newStroke) {
 strokes.push([p]);
 } else {
 strokes[strokes.length - 1].push(p);
 }
 update();
}

update 方法重绘

function update() {
 ctx.clearRect(0, 0, ctx.canvas.width, ctx.canvas.height);
 ctx.lineJoin = 'round';
 ctx.lineWidth = 4;
 ctx.strokeStyle = strokeColor;
 drawStrokes(strokes);
}

drawStrokes 绘制多个路径

function drawStrokes(strokes) {
 for (var i = 0; i < strokes.length; i++) {
 ctx.beginPath();
 for (var j = 1; j < strokes[i].length; j++) {
 var prev = strokes[i][j - 1];
 var current = strokes[i][j];
 ctx.moveTo(prev.x, prev.y);
 ctx.lineTo(current.x, current.y);
 }
 ctx.closePath();
 ctx.stroke();
 }
}

清除 点击事件

document.getElementById('clearButton').onclick = function () {
 strokes = [];
 update();
};

Server communication

要与服务器通信,请首先声明一些额外的变量。

var socket = new WebSocket("ws://localhost:3000/ws");
var otherColors = {};
var otherStrokes = {};

otherColors对象将保存其他客户端的颜色,其中key将是用户ID。 otherStrokes将保存绘图数据。

在addPoint函数中增加发送消息。 对于这个例子,points数组只有一个点。 理想情况下,分数将根据一些标准分批发送。

function addPoint(x, y, newStroke) {
 var p = { x: x, y: y };
 if (newStroke) {
 strokes.push([p]);
 } else {
 strokes[strokes.length - 1].push(p);
 }
 socket.send(JSON.stringify({ kind: MESSAGE_STROKE, points: [p], finish: newStroke }));
 update();
}

处理发送 "clear" 消息

document.getElementById('clearButton').onclick = function () {
 strokes = [];
 socket.send(JSON.stringify({ kind: MESSAGE_CLEAR }));
 update();
};

onmessage 处理函数

socket.onmessage = function (event) {
 var messages = event.data.split('\n');
 for (var i = 0; i < messages.length; i++) {
 var message = JSON.parse(messages[i]);
 onMessage(message);
 }
};
function onMessage(message) {
 switch (message.kind) {
 case MESSAGE_CONNECTED:
 break;
 case MESSAGE_USER_JOINED:
 break;
 case MESSAGE_USER_LEFT:
 break;
 case MESSAGE_STROKE:
 break;
 case MESSAGE_CLEAR:
 break;
 }
}

对于 MESSAGE_CONNECTED 情况,设置用户的画笔颜色并用给定的信息填充"other"对象。

strokeColor = message.color;
for (var i = 0; i < message.users.length; i++) {
 var user = message.users[i];
 otherColors[user.id] = user.color;
 otherStrokes[user.id] = [];
}

对于MESSAGE_USER_JOINED的情况,设置用户的颜色并准备一个空的笔划数组。

otherColors[message.user.id] = message.user.color;
otherStrokes[message.user.id] = [];

在MESSAGE_USER_LEFT的情况下,如果有人离开,需要删除他的数据,并从画布上清除他的绘画。

delete otherColors[message.userId];
delete otherStrokes[message.userId];
update();

在MESSAGE_STROKE的情况下,更新用户的笔画数组。

if (message.finish) {
 otherStrokes[message.userId].push(message.points);
} else {
 var strokes = otherStrokes[message.userId];
 strokes[strokes.length - 1] = strokes[strokes.length - 1].concat(message.points);
}
update();

对于MESSAGE_CLEAR情况,只需清除用户的笔划数组。

otherStrokes[message.userId] = [];
update();

更新update方法以显示他人的图纸。

function update() {
 ctx.clearRect(0, 0, ctx.canvas.width, ctx.canvas.height);
 ctx.lineJoin = 'round';
 ctx.lineWidth = 4;
 // Draw mine
 ctx.strokeStyle = strokeColor;
 drawStrokes(strokes);
 // Draw others'
 var userIds = Object.keys(otherColors);
 for (var i = 0; i < userIds.length; i++) {
 var userId = userIds[i];
 ctx.strokeStyle = otherColors[userId];
 drawStrokes(otherStrokes[userId]);
 }
}

源码

https://github.com/chapin666/simple-drawing-backend

效果图


有疑问加站长微信联系(非本文作者)

本文来自:开源中国博客

感谢作者:chapin

查看原文:使用golang构建实时白板

入群交流(和以上内容无关):加入Go大咖交流群,或添加微信:liuxiaoyan-s 备注:入群;或加QQ群:692541889

关注微信
1617 次点击
暂无回复
添加一条新回复 (您需要 后才能回复 没有账号 ?)
  • 请尽量让自己的回复能够对别人有帮助
  • 支持 Markdown 格式, **粗体**、~~删除线~~、`单行代码`
  • 支持 @ 本站用户;支持表情(输入 : 提示),见 Emoji cheat sheet
  • 图片支持拖拽、截图粘贴等方式上传

用户登录

没有账号?注册
(追記) (追記ここまで)

今日阅读排行

    加载中
(追記) (追記ここまで)

一周阅读排行

    加载中

关注我

  • 扫码关注领全套学习资料 关注微信公众号
  • 加入 QQ 群:
    • 192706294(已满)
    • 731990104(已满)
    • 798786647(已满)
    • 729884609(已满)
    • 977810755(已满)
    • 815126783(已满)
    • 812540095(已满)
    • 1006366459(已满)
    • 692541889

  • 关注微信公众号
  • 加入微信群:liuxiaoyan-s,备注入群
  • 也欢迎加入知识星球 Go粉丝们(免费)

给该专栏投稿 写篇新文章

每篇文章有总共有 5 次投稿机会

收入到我管理的专栏 新建专栏