前言

最近在学习websocket全双工通信，想要做一个联机小游戏，做游戏之前先做一个聊天室练练手。
跟着本篇博客，可以从0搭建一个属于你自己的聊天室。

准备阶段

什么人适合学习本篇文章？
答：前端开发者，有一定的HTML+CSS+JavaScript基础，会使用fetch进行网络请求

技术栈

前端三大件：HTML+CSS+JavaScript
Redis数据库（本篇博客涉及到的是Redis基础中的基础，小白也可以轻松拿捏！）
Node.js+Express框架+pug模板引擎（本篇博客后端部分使用Node.js的Express框架完成，不了解的同学也不需要害怕，代码简单易懂，开箱即用，直接复制即可使用）

工具准备

1.编译器

首先你需要有一个写代码的编译器，这里推荐两个（是我自己用的最多的，简单方便的）：

vscode：老牌编译器，功能强大，有丰富的插件资源，免费
官网直接下载： https://code.visualstudio.com/
trea：AI编译器，新时代热门编译器，有国内和海外两个版本
国内：https://www.trae.cn/ide/download
优点：完全免费内置许多国内ai，也可自添模型
缺点：没有国外ai，模型数量比国外版少很多

海外：https://www.trae.ai/download
优点：部分免费，可充值为pro版，内置许多国外国内ai，可自添模型
缺点：国外热门ai如GPT，Claude模型等普通版要排队很久，pro版不用排队，但是每个月也有次数限制，一般够用

2.Node.js环境

两个方法：
1.使用nvm下载node版本
2.直接下载node

这里不管是新手还是老手都强烈建议使用nvm来下载node，nvm的优势在于可以同时管理多个node版本，并且在需要的时候随时切换不同版本

vnm（下载安装中文网叙述的很清楚，这里不在赘述，注意一点，安装nvm前需要把电脑已有的node卸载）：
下载：https://nvm.uihtm.com/doc/download-nvm.html
安装：https://nvm.uihtm.com/doc/install.html

node(如果想要快速开始的话，可直接下载node版本，建议下载v20.x.x版本较稳定）：
下载：https://nodejs.org/en/download
node下载

3.Redis数据库

redis是linux环境下开发的高并发性能好的键值类型数据库，要想在windows环境下使用，常用有三种方法:

使用windows虚拟机模拟linux环境，运行redis
使用Docker Desktop拉取镜像并在容器中运行
使用windows版redis，虽说比不上linux版的redis但是日常练习和教学完全够用了

这里我们主要讲第三种方法，想要使用windows版的redis需要访问GitHub上的开源库：https://github.com/redis-windows/redis-windows/releases，可能需要翻墙这个看运气
在这里插入图片描述
确保自己的电脑是windows，64位的，前四个都可下载，带service 的要比不带service的多一个自动添加服务的功能，你可以理解为有一个开机自启动Redis的功能，因为我们不需要这个功能，所以我选择下载的是第四个
下载好之后解压到一个文件夹里面，解压后的文件大概长这样
在这里插入图片描述

想要使用redis的服务，首先就是要运行起服务端
打开黑窗口运行：redis-server.exe redis.conf出现下图的图案就算运行服务端成功了
两个注意点：

运行命令的文件路径需要是你解压后的文件夹路径，例如我这里就是：C:\software\redis，运行时需要换成你自己的路径否则会报命令不存在的错误
运行完之后这个黑窗口不能关，关了就取消服务了，就会访问不到redis了

解决方法：
要解决上面提到的找不到命令的问题，除了在正确的路径下运行命令外，还有一个很常用的方法，就是配置一下环境变量，这个很简单，这里就不讲了，如果有不懂的同学可以在评论区问我，到时候再解答

在这里插入图片描述

开始实践

如果你跟着步骤看到这里，你应该已经拥有了一个编译器（写代码的地方），Node.js环境（运行后端服务的地方），redis数据库（存储数据的地方）

有了这些之后可以正式开始写代码了！

1.搭建项目

找一个存放项目的文件夹，新建chat-room文件夹，用来存放项目

在这里插入图片描述

在trea里面打开chat-room文件夹（使用vscode打开也是一样的，不影响项目运行）

在这里插入图片描述

刚开始什么都没有，让我们先初始化一个package.json配置文件用来管理项目

使用npm工具来初始化package.json,这里我们使用npm init -y来快捷创建默认的配置文件

在这里插入图片描述

执行完命令后你的工作区应该长这个样子，并且内容如下

在这里插入图片描述

我们的聊天室前端部分pug语法渲染要和express框架结合，所以我们先下载express框架,引入pug语法，使用npm install express pug nodemon下载依赖(nodemon是我后来加的，下面图片没有，是可选的，推荐下载可以用来实现node服务运行的时候热重载）

在这里插入图片描述

按照下图，创建项目的基础结构

在这里插入图片描述

现在我们逐个文件填充代码,接下来的文件可直接复制使用，如果有疑问可直接复制给ai讲解代码，学会运用ai是当下我们程序员要培养的基本素养了

app.js：node服务启动文件

// 引入 express 模块const express = require("express");
const path = require("path");// 创建应用实例
const app = express();// 1. 引入静态资源
app.get(express.static(path.join(__dirname, "public")));
// 2. 模板引擎
app.set("view engine", "pug");
// 3. 视图目录
app.set("views", path.join(__dirname, "views"));// 拦截/地址路由，渲染登录页面
app.use("/", (req, res) => {res.render("login", {title: "请登录",});
});// 监听listen
app.listen(3000, () => {console.log("服务器启动成功");
});

layout.pug：布局文件

doctype html
htmlheadmeta(charset='utf-8')meta(name='viewport', content='width=device-width, initial-scale=1.0')title= title link(rel='stylesheet', href='/css/style.css')bodyblock content

login.pug：登录页面

extend layout 
block content .container.login-container h1= titleform(method='post', action='/login' id='loginForm')input(type='text',name='username',placeholder='请输入用户名',required，autocomplete='off')button(type='submit') 进入聊天室#error-message script(src='/js/login.js')

style.css：样式文件(完整版的）

:root {--primary-color: #4caf50;--shadow-color: rgba(0, 0, 0, 0.1);
}* {margin: 0;padding: 0;box-sizing: border-box;
}body {font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Segoe UI", Roboto, sans-serif;background: #f5f5f5;min-height: 100vh;display: flex;align-items: center;justify-content: center;
}.container {width: 100%;max-width: 400px;padding: 20px;
}.login-container {background: white;padding: 2rem;border-radius: 8px;box-shadow: 0 4px 6px var(--shadow-color);
}h1 {color: var(--primary-color);text-align: center;margin-bottom: 1.5rem;font-size: 1.8rem;
}form {display: flex;flex-direction: column;gap: 1rem;
}input {padding: 12px;border: 2px solid #e0e0e0;border-radius: 4px;font-size: 16px;transition: border-color 0.3s;
}input:focus {outline: none;border-color: var(--primary-color);
}button {background: var(--primary-color);color: white;border: none;padding: 12px;border-radius: 4px;font-size: 16px;cursor: pointer;transition: opacity 0.3s;
}button:hover {opacity: 0.9;
}#error-message {display: none;padding: 10px;margin-top: 15px;border-radius: 4px;background-color: #fef2f2;border: 1px solid #fecaca;color: #ef4444;transition: opacity 0.3s ease;
}#error-message.show {display: block;animation: fadeIn 0.3s ease;
}@keyframes fadeIn {from {opacity: 0;transform: translateY(-10px);}to {opacity: 1;transform: translateY(0);}
}

写完这四个文件并且package.json中配置好启动命令，就可以启动项目了，我这里用的nodemon启动的项目，没有的同学可以把start后面的命令改为node app.js，但是还是推荐先下载一下npm install nodemon使用nodemon启动项目

在这里插入图片描述

2.准备登录接口和静态聊天室

现在开始准备表单提交逻辑

public/js/login.js

// 获取表单元素，监听提交事件
document.getElementById("loginForm").addEventListener("submit", async (e) => {// 阻止表单默认提交e.preventDefault();const formData = new FormData(e.target);const username = formData.get("username");try {// 发送登录请求const response = await fetch("/login", {method: "POST",headers: {"Content-Type": "application/json",},body: JSON.stringify({ username }),});const data = await response.json();if (!response.ok) {throw new Error(data.error || "登录失败");}// 登录成功，重定向到聊天页面if (data.success) {window.location.href = "/chat";}} catch (error) {showError(error.message);}
});function showError(message) {// 显示错误提示const errorDiv = document.getElementById("error-message");errorDiv.textContent = message;errorDiv.classList.add("show");// 3秒后自动隐藏错误提示setTimeout(() => {errorDiv.classList.remove("show");}, 3000);
}

下载两个依赖npm install jsonwebtoken dotenv用来提高登录功能的健壮性，根目录下新建.env文件，更新根目录下的app.js添加登录接口

在这里插入图片描述

// 引入 express 模块
const express = require("express");
const path = require("path");
const jwt = require("jsonwebtoken");
require("dotenv").config();// 创建应用实例
const app = express();// 1. 引入静态资源
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
// 2. 模板引擎
app.set("view engine", "pug");
// 3. 视图目录
app.set("views", path.join(__dirname, "views"));
// 4. 解析 JSON 请求体
app.use(express.json());// 拦截/地址路由，渲染登录页面
app.get("/", (req, res) => {res.render("login", {title: "请登录",});
});// 处理登录接口
app.post("/login", async (req, res) => {try {const { username } = req.body;if (!username) {return res.status(400).send("用户名不能为空");}// 生成 tokenconst token = jwt.sign({ username }, process.env.JWT_SECRET, {expiresIn: "2h",});res.cookie("token", token, { httpOnly: true });res.json({success: true,});} catch (e) {console.error("登录失败:", e);res.status(500).send("服务器错误");}
});// 监听listen
app.listen(3000, () => {console.log("服务器启动成功");
});

现在可以登录了，但是还需要准备chat页面和对应的鉴权逻辑

新建views/chat.pug

extend layout 
block content  .container .chat-container#messages form#form.chat-forminput#input(type='text',placeholder='请输入消息...',autocomplete='off')button(type='submit') 发送script(src='/js/chat.js')

下载 npm install cookie-parser依赖
在这里插入图片描述
更新app.js

// 引入 express 模块
const express = require("express");
const path = require("path");
const jwt = require("jsonwebtoken");
require("dotenv").config();
const cookieParser = require("cookie-parser");// 创建应用实例
const app = express();// 1. 引入静态资源
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
// 2. 模板引擎
app.set("view engine", "pug");
// 3. 视图目录
app.set("views", path.join(__dirname, "views"));
// 4. 解析 JSON 请求体
app.use(express.json());
// 5. 解析 Cookie
app.use(cookieParser());// 拦截/地址路由，渲染登录页面
app.get("/", (req, res) => {res.render("login", {title: "请登录",});
});// 处理登录接口
app.post("/login", async (req, res) => {try {const { username } = req.body;if (!username) {return res.status(400).send("用户名不能为空");}// 生成 tokenconst token = jwt.sign({ username }, process.env.JWT_SECRET, {expiresIn: "2h",});res.cookie("token", token, { httpOnly: true });res.json({success: true,});} catch (e) {console.error("登录失败:", e);res.status(500).send("服务器错误");}
});
// 处理聊天室路由
app.use("/chat", mustAuth, (_, res) =>res.render("chat", { title: "实时聊天室" })
);/* ====== 中间件：JWT 校验 ====== */
function mustAuth(req, res, next) {const token = req.cookies.token;if (!token) return res.redirect("/");try {jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);next();} catch {res.redirect("/");}
}// 监听listen
app.listen(3000, () => {console.log("服务器启动成功");
});

3.websocket实现实时通讯聊天室

现在登录功能和静态的聊天室页面已经准备好了，接下来准备设置websocket，实现实时通讯

设置websocket服务端：根目录下新建ws-server.js，并引入npm install ws依赖
新增ws-server.js

引入ws依赖

ws.server.js

const WebSocket = require("ws");
const jwt = require("jsonwebtoken");// 定义用户状态常量
const USER_STATUS = {ONLINE: 1,OFFLINE: 2,
};// 启动 WebSocket 服务
module.exports = (server) => {const wss = new WebSocket.Server({server,// 握手阶段拦截verifyClient: (info, cb) => {const cookies = info.req.headers.cookie || "";console.log("cookies", cookies);// 从 cookies 中提取 tokenconst token = cookies.match(/token=([^;]+)/)?.[1];if (!token) return cb(false, 401, "Missing token");try {jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);cb(true); // 放行} catch {cb(false, 401, "Invalid token");}},});// 监听客户端连接wss.on("connection", (ws, req) => {console.log("客户端连接成功");// 解析用户名const cookies = req.headers.cookie || "";const token = cookies.match(/token=([^;]+)/)?.[1];ws.username = "匿名用户";if (token) {try {const payload = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);ws.username = payload.username || ws.username;} catch (e) {// token无效，保持匿名console.error("Token 验证失败:", e);}}// 广播欢迎消息给所有客户端wss.clients.forEach((client) => {if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "sys",text: `欢迎 ${ws.username} 进入聊天室`,number: wss.clients.size,}));}});// 广播ws.on("message", (data) => {console.log("收到消息:", data);const message = JSON.parse(data);// 广播给所有客户端wss.clients.forEach((client) => {if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "chat",from: ws.username,text: message.text,time: new Date().toLocaleString(),number: wss.clients.size,}));}});});// 监听断开连接ws.on("close", async () => {console.log(`用户 ${ws.username} 断开连接`);try {if (ws.username && ws.username !== "匿名用户") {// 广播用户离开消息wss.clients.forEach((client) => {if (client !== ws && client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "sys",text: `${ws.username} 离开了聊天室`,number: wss.clients.size, // 减去即将断开的连接}));}});}} catch (error) {console.error(`更新用户 ${ws.username} 状态失败:`, error);}});});
};

准备websocket客户端，public/js目录下新建chat.js

public/js/chat.js

const socket = new WebSocket(`ws://${location.host}`);
const messages = document.getElementById("messages");
const form = document.getElementById("form");
const input = document.getElementById("input");// 监听消息，并展示
socket.onmessage = (event) => {const { type, from, text, time, number } = JSON.parse(event.data);const div = document.createElement("div");div.innerHTML =type === "sys"? `<em>${text},当前在线人数: ${number}</em>`: `<strong>${from}</strong>: <small>${time}</small>:${text}`;messages.appendChild(div);messages.scrollTop = messages.scrollHeight; // 滚动到底部
};// 发送消息
form.addEventListener("submit", (e) => {e.preventDefault();const message = input.value.trim();if (!message) return;try {socket.send(JSON.stringify({ text: message }));input.value = ""; // 清空输入框} catch (err) {console.error("发送消息失败:", err);alert("发送失败，请检查网络连接");}
});

更新app.js，建立websocket连接

// 引入 express 模块
const express = require("express");
const path = require("path");
const jwt = require("jsonwebtoken");
require("dotenv").config();
const cookieParser = require("cookie-parser");// 创建应用实例
const app = express();// 1. 引入静态资源
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
// 2. 模板引擎
app.set("view engine", "pug");
// 3. 视图目录
app.set("views", path.join(__dirname, "views"));
// 4. 解析 JSON 请求体
app.use(express.json());
// 5. 解析 Cookie
app.use(cookieParser());// 拦截/地址路由，渲染登录页面
app.get("/", (req, res) => {res.render("login", {title: "请登录",});
});// 处理登录接口
app.post("/login", async (req, res) => {try {const { username } = req.body;if (!username) {return res.status(400).send("用户名不能为空");}// 生成 tokenconst token = jwt.sign({ username }, process.env.JWT_SECRET, {expiresIn: "2h",});res.cookie("token", token, { httpOnly: true });res.json({success: true,});} catch (e) {console.error("登录失败:", e);res.status(500).send("服务器错误");}
});// 处理聊天页面路由
app.use("/chat", mustAuth, (_, res) =>res.render("chat", { title: "实时聊天室" })
);/* ====== 中间件：JWT 校验 ====== */
function mustAuth(req, res, next) {const token = req.cookies.token;if (!token) return res.redirect("/");try {jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);next();} catch {res.redirect("/");}
}app.use((err, req, res, next) => {// 错误处理中间件console.error(err);
});// 监听listen
app.listen(3000, () => {console.log("服务器启动成功");
});// 启动 WebSocket 服务
require("./ws-server")(server);

到这里我们的实时聊天室已经实现了，项目根目录下运行npm run start就可以把我们的聊天室在本地localhost:3000跑起来了

聊天室预览

4.项目引入Redis，禁止重复登录

虽然我们的聊天室已经完成了，但是基础好的同学就会发现，我们的聊天室对于登录的账号是没有限制的，所以就可能出现同一个账户重复登录的情况

重复登录情况

现在我们要借用redis记录登录状态，进而防止重复登录

本地启动redis服务端

win+R打开运行窗口输入cmd打开黑窗口

打开黑窗口
在安装redis的目录下输入redis-server.exe redis.conf启动redis服务,启动完服务后，这个黑窗口不能关，一关，redis就断开连接了

我们根目录下新建configs/redis.js，同时下载npm install ioredis用来在项目中配置连接redis

新建redis.js

configs/redis.js

// 引入 ioredis 模块
const Redis = require("ioredis");// 连接 Redis 数据库const redis = new Redis({host: process.env.REDIS_HOST || "127.0.0.1",port: process.env.REDIS_PORT || 6379,password: process.env.REDIS_PASSWORD || "123456",
});// 监听 Redis 连接事件redis.on("connect", () => {console.log("Redis 连接成功");
});
// 监听 Redis 错误事件redis.on("error", (err) => {console.error("Redis 连接失败:", err);
});
// 导出 Redis 实例module.exports = redis;

更新app.js

// 引入 express 模块
const express = require("express");
const path = require("path");
const jwt = require("jsonwebtoken");
require("dotenv").config();
const cookieParser = require("cookie-parser");
const redis = require("./configs/redis"); // 新引入redis实例// 创建应用实例
const app = express();// 1. 引入静态资源
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
// 2. 模板引擎
app.set("view engine", "pug");
// 3. 视图目录
app.set("views", path.join(__dirname, "views"));
// 4. 解析 JSON 请求体
app.use(express.json());
// 5. 解析 Cookie
app.use(cookieParser());// 拦截/地址路由，渲染登录页面
app.get("/", (req, res) => {res.render("login", {title: "请登录",});
});// 处理登录接口
app.post("/login", async (req, res) => {try {const { username } = req.body;if (!username) {return res.status(400).send("用户名不能为空");}// 将用户信息存储到 Redisconst userKey = `user:${username}`;if ((await redis.hget(userKey, "status")) === "1") {return res.status(400).json({ error: "用户已登录，请勿重复登录" });}// 生成 tokenconst token = jwt.sign({ username }, process.env.JWT_SECRET, {expiresIn: "2h",});// 如果用户已存在，更新状态await redis.hset(userKey, "status", 1);// 设置过期时间（2小时）await redis.expire(userKey, 7200);res.cookie("token", token, { httpOnly: true });res.json({success: true,});} catch (e) {console.error("登录失败:", e);res.status(500).send("服务器错误");}
});// 处理聊天页面路由
app.use("/chat", mustAuth, (_, res) =>res.render("chat", { title: "实时聊天室" })
);/* ====== 中间件：JWT 校验 ====== */
function mustAuth(req, res, next) {const token = req.cookies.token;if (!token) return res.redirect("/");try {jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);next();} catch {res.redirect("/");}
}app.use((err, req, res, next) => {// 错误处理中间件console.error(err);
});// 监听listen
const server = app.listen(3000, () => {console.log("服务器启动成功");
});// 启动 WebSocket 服务
require("./ws-server")(server);

更新完app.js后，你再运行项目，就会发现，不能同时登录同一个账户了,但是还有一个问题，那就是即使我们退出一个账号，想再次登录的时候仍然登录不了！这是因为没有做用户离开聊天室时，对登录状态更改的逻辑！

阻止重复登录

更新根目录下的ws-server.js处理用户聊天室后，取消登录状态

ws-server.js

const WebSocket = require("ws");
const jwt = require("jsonwebtoken");
const redis = require("./configs/redis");// 定义用户状态常量
const USER_STATUS = {ONLINE: 1,OFFLINE: 2,
};// 启动 WebSocket 服务
module.exports = (server) => {const wss = new WebSocket.Server({server,// 握手阶段拦截verifyClient: (info, cb) => {const cookies = info.req.headers.cookie || "";console.log("cookies", cookies);// 从 cookies 中提取 tokenconst token = cookies.match(/token=([^;]+)/)?.[1];if (!token) return cb(false, 401, "Missing token");try {jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);cb(true); // 放行} catch {cb(false, 401, "Invalid token");}},});// 监听客户端连接wss.on("connection", (ws, req) => {console.log("客户端连接成功");// 解析用户名const cookies = req.headers.cookie || "";const token = cookies.match(/token=([^;]+)/)?.[1];ws.username = "匿名用户";if (token) {try {const payload = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET);ws.username = payload.username || ws.username;// 设置用户在线状态const userKey = `user:${ws.username}`;redis.hset(userKey, "status", USER_STATUS.ONLINE).catch((err) => console.error("设置用户在线状态失败:", err));} catch (e) {// token无效，保持匿名console.error("Token 验证失败:", e);}}// 广播欢迎消息给所有客户端wss.clients.forEach((client) => {if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "sys",text: `欢迎 ${ws.username} 进入聊天室`,number: wss.clients.size,}));}});// 广播ws.on("message", (data) => {console.log("收到消息:", data);const message = JSON.parse(data);// 广播给所有客户端wss.clients.forEach((client) => {if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "chat",from: ws.username,text: message.text,time: new Date().toLocaleString(),number: wss.clients.size,}));}});});// 监听断开连接ws.on("close", async () => {console.log(`用户 ${ws.username} 断开连接`);try {if (ws.username && ws.username !== "匿名用户") {const userKey = `user:${ws.username}`;// 更新用户状态为离线await redis.hset(userKey, "status", USER_STATUS.OFFLINE);console.log(`用户 ${ws.username} 状态已更新为离线`);// 广播用户离开消息wss.clients.forEach((client) => {if (client !== ws && client.readyState === WebSocket.OPEN) {client.send(JSON.stringify({type: "sys",text: `${ws.username} 离开了聊天室`,number: wss.clients.size, // 减去即将断开的连接}));}});}} catch (error) {console.error(`更新用户 ${ws.username} 状态失败:`, error);}});});
};

未完待续

到此为止，我们已经拥有了一个有一定登录权限控制的实时聊天室了
但是我想我们的追求不应该止步于此，后续我会持续更新几个新功能
感兴趣的小伙伴可以适时再来查看这篇博客

2025.8.17：完成UI样式更新
2025.8.20：新增好友功能，实现单聊

有问题的同学欢迎在评论区讨论学习！！！

本篇博客涉及到的学习资源如下，想深入学习的同学可自行阅读：

WebSocket：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/WebSocket
Express：https://express.js.cn/en/guide/routing.html
Redis：https://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html