1. 背景介绍

网络通信是现代软件开发的基础技能之一，通过TCP/IP协议栈实现的聊天室项目可以很好地培养编程思维。本项目需要实现TCP服务器端和客户端功能，支持用户名和消息内容的交互，并实时显示连接状态。该实现方式符合中级网络编程项目要求，通过Python的socket库处理TCP通信。

2. 思路分析

2.1 项目需求拆解

• 通信逻辑：实现TCP连接和数据传输
• 交互功能：客户端发送消息，服务器接收并处理
• 连接状态：实时显示连接状态，包括连接成功与拒绝连接

2.2 核心模块设计

1. TCP通信模块：使用socket模块建立TCP连接
2. 消息处理逻辑：实现消息接收和响应机制
3. 连接状态监控：在服务器端实现连接状态的判断和提示

3. 代码实现

3.1 服务器端实现（Python）

import socket

def run_server(port=5000):
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    server_socket.bind(('localhost', port))
    server_socket.listen(1)

    print("Server started listening on port", port)

    while True:
        client_socket, client_address = server_socket.accept()
        print(f"Connection established with {client_address}")

        # 保存消息到本地文件（可选）
        with open('chat_history.txt', 'a') as file:
            message = "Server: Received message from %s" % client_address
            file.write(f"{message}\n")

        # 接收客户端的消息
        message = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
        print(f"Client: {message}")

        # 服务器处理消息
        print("Server: Processing message from", client_address, ":", message)

        # 服务器端连接状态显示
        print("Server: Connection state: Accepted")

        # 关闭连接
        client_socket.close()

        # 保存连接状态
        with open('chat_history.txt', 'a') as file:
            message = "Connection state: Accepted"
            file.write(f"{message}\n")

# 调用服务器端
if __name__ == "__main__":
    run_server()

3.2 客户端实现（Python）

import socket

def connect_to_server(port=5000):
    client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    client_socket.settimeout(5)  # 设置超时时间

    try:
        client_socket.connect(('localhost', port))
        print("Connection established to port", port)
    except socket.error as e:
        print("Connection failed:", e)

    while True:
        message = input("Enter message (type 'exit' to quit): ")
        if message.lower() == 'exit':
            break

        client_socket.send(message.encode())
        print("Server: ", client_socket.recv(1024).decode())

        # 保存连接状态
        with open('chat_history.txt', 'a') as file:
            message = "Connection state: Accepted"
            file.write(f"{message}\n")

# 调用客户端
if __name__ == "__main__":
    connect_to_server()

4. 总结

本项目实现了一个支持用户名和消息内容交互的网络聊天室，通过Python的TCP/IP套接字实现通信功能。关键要素包括：

• 使用socket模块建立TCP连接
• 实现消息接收和响应机制
• 实时监控连接状态，并在客户端发送消息时保存连接信息

该实现方式符合中级网络编程项目的典型需求，通过简单的代码实现实现了网络通信和连接状态监控的功能。