실전 채팅앱 만들기 TCP 소켓 프로그래밍 - 코딩과 함께 배우는 네트워크 12일차

Building a Chat App TCP Socket Programming - Learning Network with Coding Day 12

import socket # 소켓 프로그래밍을 위한 기본 모듈
import threading # 여러 클라이언트의 동시 처리를 위한 스레딩 모듈
 
  # 서버 설정
HOST = '127.0.0.1'  # 로컬호스트 IP 주소 (자기 자신 컴퓨터에서 테스트)
PORT = 9999    # 사용할 포트 번호 (다른 서비스와 겹치지 않도록 임의로 지정)
 
  # 소켓 생성 (AF_INET: IPv4 주소 체계, SOCK_STREAM: TCP 프로토콜)
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
  # 소켓 주소 재사용 옵션 설정 (서버 종료 후 바로 재시작 시 주소 이미 사용 중 오류 방지)
server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
 
  # 소켓에 IP 주소와 포트 번호 할당 (바인딩)
server_socket.bind((HOST, PORT))
 
  # 클라이언트 연결 요청을 기다리는 상태로 전환 (최대 5개 연결 동시 대기 가능)
server_socket.listen(5) 
print(f"[*] 채팅 서버가 {HOST}:{PORT} 에서 시작되었습니다. 클라이언트의 접속을 기다립니다...")
 
  # 접속한 클라이언트들을 관리하기 위한 리스트
clients = []
  # 클라이언트 리스트 접근을 동기화하기 위한 락(Lock) 객체
clients_lock = threading.Lock()
 
def broadcast(message, sender_socket):
  """
  메시지를 보낸 클라이언트를 제외한 모든 클라이언트에게 메시지를 전송합니다.
  """
  with clients_lock: # 여러 스레드가 동시에 clients 리스트에 접근하는 것을 방지
    for client_socket_in_list in list(clients): # 반복 중 리스트 변경에 안전하도록 복사본 사용
      if client_socket_in_list != sender_socket: # 메시지를 보낸 클라이언트에게는 다시 보내지 않음 (옵션)
        try:
          client_socket_in_list.send(message)
        except Exception: # 예외 발생 시 (예: 클라이언트 연결 끊김)
          # 오류 발생 시 해당 클라이언트 연결 제거
          clients.remove(client_socket_in_list)
          print(f"[-] 클라이언트({client_socket_in_list.getpeername() if client_socket_in_list.fileno() != -1 else '알수없음'}) 연결이 비정상적으로 종료되었습니다.")
 
 
def handle_client(client_socket, addr):
  """
  개별 클라이언트의 연결을 처리하고 메시지를 수신/브로드캐스트합니다.
  """
  print(f"[+] 새로운 클라이언트({addr})가 접속했습니다.")
  
  # 새로운 클라이언트를 리스트에 추가
  with clients_lock:
    clients.append(client_socket)
 
  try:
    while True:
      # 클라이언트로부터 메시지 수신 (최대 1024바이트)
      # recv()는 데이터가 올 때까지 기다립니다 (블로킹 함수).
      message = client_socket.recv(1024)
      if not message: # 클라이언트가 연결을 정상적으로 종료하면 빈 메시지가 수신됨
        break # 반복문 종료
      
      # 받은 메시지 화면에 출력 (서버 콘솔)
      # 실제 서비스에서는 발신자 정보 등을 포함하여 가공 후 브로드캐스트
      decoded_message = message.decode('utf-8')
      print(f"[{addr}:{addr}] {decoded_message}") 
      
      # 메시지를 보낸 클라이언트의 주소 정보와 메시지를 함께 브로드캐스트
      # 모든 클라이언트에게 [주소:포트] 메시지 형식으로 전달
      formatted_message_for_broadcast = f"[{addr}:{addr}] {decoded_message}".encode('utf-8')
      broadcast(formatted_message_for_broadcast, client_socket) # 자기 자신 제외하고 발송
 
  except ConnectionResetError: # 클라이언트가 강제로 연결을 끊었을 때 발생하는 오류
    print(f"[-] 클라이언트({addr}) 연결이 강제로 리셋되었습니다.")
  except Exception as e: # 기타 예외 처리
    print(f"[!] 오류 발생 ({addr}): {e}")
  finally:
    # 클라이언트 연결 종료 처리
    print(f"[-] 클라이언트({addr}) 접속이 종료되었습니다.")
    with clients_lock:
      if client_socket in clients:
        clients.remove(client_socket)
    client_socket.close() # 소켓 닫기
 
  # 메인 서버 로직
try:
  while True:
    # 클라이언트의 연결 요청 수락 (연결되면 새로운 소켓과 주소 정보 반환)
    # accept()는 블로킹 함수로, 클라이언트가 접속할 때까지 기다립니다.
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    
    # 각 클라이언트를 처리하기 위한 새로운 스레드 생성 및 시작
    # args에는 handle_client 함수에 전달할 인자들을 튜플 형태로 전달합니다.
    client_handler_thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(client_socket, addr))
    client_handler_thread.daemon = True # 메인 프로그램 종료 시 스레드도 함께 종료되도록 설정
    client_handler_thread.start()
except KeyboardInterrupt: # Ctrl+C 입력 시 서버 종료
  print("\n[*] 채팅 서버를 종료합니다.")
finally:
  # 모든 클라이언트 소켓 닫기 (선택적, 스레드가 각자 닫지만 안전을 위해)
  with clients_lock:
    for client_sock in clients:
      client_sock.close()
  server_socket.close() # 서버 소켓 닫기
  print("[*] 모든 연결이 종료되었습니다.")

import socket # 소켓 프로그래밍 모듈
import threading # 메시지 수신을 위한 스레딩 모듈
 
  # 접속할 서버 정보
SERVER_HOST = '127.0.0.1' # 서버 IP 주소 (서버와 같은 컴퓨터에서 실행 시)
SERVER_PORT = 9999    # 서버 포트 번호
 
def receive_messages(client_socket):
  """
  서버로부터 메시지를 계속 수신하여 화면에 출력합니다.
  """
  try:
    while True:
      message = client_socket.recv(1024) # 서버로부터 메시지 수신 (최대 1024 바이트)
      if not message: # 서버가 연결을 끊거나, 문제가 발생한 경우
        print("\n[!] 서버와의 연결이 끊어졌습니다. 엔터를 눌러 종료하세요.")
        break # 수신 스레드 종료
      print(message.decode('utf-8')) # 수신 메시지 화면에 출력
  except ConnectionAbortedError: # 사용자가 강제 종료 (예: 소켓 닫힘)
    print("\n[!] 연결이 중단되었습니다.")
  except ConnectionResetError: # 서버가 강제로 연결을 끊은 경우
    print("\n[!] 서버에 의해 연결이 강제로 종료되었습니다. 엔터를 눌러 종료하세요.")
  except Exception as e: # 기타 예외
    print(f"\n[!] 메시지 수신 중 오류 발생: {e}")
  finally:
    # 소켓이 이미 닫히지 않았다면 닫아줍니다. (메인 스레드에서 닫을 수도 있음)
    if client_socket.fileno() != -1: 
      client_socket.close()
 
 
  # 1. 클라이언트 소켓 생성
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
try:
  # 2. 서버에 연결 시도
  client_socket.connect((SERVER_HOST, SERVER_PORT))
  print(f"[*] 채팅 서버({SERVER_HOST}:{SERVER_PORT})에 연결되었습니다. 메시지를 입력하세요 (종료: exit).")
 
  # 3. 서버로부터 메시지를 수신할 스레드 생성 및 시작
  receive_thread = threading.Thread(target=receive_messages, args=(client_socket,))
  receive_thread.daemon = True # 메인 프로그램 종료 시 스레드도 함께 종료
  receive_thread.start()
 
  # 4. 사용자로부터 메시지를 입력받아 서버로 전송
  while True:
    message_to_send = input() # 사용자 입력 대기 (이 부분이 블로킹될 수 있음)
    if message_to_send.lower() == "exit": # 'exit' 입력 시 종료
      print("[*] 채팅을 종료합니다.")
      break
    
    # 소켓이 아직 유효한지 (수신 스레드에서 닫히지 않았는지) 확인 후 전송
    if client_socket.fileno() == -1:
      print("[!] 이미 연결이 종료되었습니다.")
      break
      
    try:
      client_socket.send(message_to_send.encode('utf-8')) # 메시지 인코딩하여 서버로 전송
    except BrokenPipeError: # 서버와의 연결이 이미 끊어진 상태에서 보내려고 할 때
      print("[!] 메시지를 보낼 수 없습니다. 서버와의 연결이 끊어졌습니다.")
      break
    except Exception as e:
      print(f"[!] 메시지 전송 중 오류 발생: {e}")
      break
 
 
except ConnectionRefusedError:
  print(f"[!] 서버({SERVER_HOST}:{SERVER_PORT})에 연결할 수 없습니다. 서버가 실행 중인지 확인하세요.")
except Exception as e:
  print(f"[!] 프로그램 실행 중 오류 발생: {e}")
finally:
  # 프로그램 종료 시 소켓이 아직 열려있다면 닫습니다.
  if client_socket.fileno() != -1:
    client_socket.close()