【python】我用AI辅助开发了LanChat 局域网即时通讯的小软件

LanChat 局域网即时通讯软件 — 技术文档

起初做这个项目是我工作中有两台电脑工作，另一台又是外网，不方便下载聊天工具，那么我就突发奇想用AI辅助开发一个局域网聊天工具，方便复制和发送文件，而且关闭聊天框后会自动清除聊天记录，方便上班发悄悄话！！！

github 源代码链接在此

项目概述

LanChat 是一款基于 Python 的局域网即时通讯软件，支持文本聊天、文件传输、在线用户自动扫描，采用 TCP + UDP 混合协议实现 P2P 通信。

点击发送就可以发送任何文件


右击气泡即可复制内容，和保存文件

目录结构

lan_message/ ├── main.py # 程序入口 ├── network.py # 网络层（UDP 发现 + TCP 通信） ├── ui.py # Tkinter 图形界面 ├── LanChat.spec # PyInstaller 打包配置 ├── dist/ # 构建产物 │ ├── main.exe │ └── main.rar └── docs/ └── 技术文档.md # 本文

架构设计

整体架构

通信架构

网络层 —network.py

核心数据类

常量

NetworkManager 类

线程模型

start() ├── _udp_listener() [daemon] ← 共享 UDP socket，持续监听 "hello" 广播 ├── _udp_broadcaster() [daemon] ← 共享 UDP socket，每 3s 发送 "hello" 心跳 ├── _tcp_server_thread() [daemon] ← 监听 TCP 端口，处理消息/文件接收 └── _queue_processor() [daemon] ← 消费消息队列，回调 UI 层

启动流程

NetworkManager.__init__() └─ 注册回调 (on_message, on_file_progress, on_peers_changed) NetworkManager.start() ├─ 创建单例 UDP socket (SO_BROADCAST | SO_REUSEADDR) ├─ bind 0.0.0.0:9876 │ ├─ 成功 → 启动 _udp_listener │ └─ 失败 → close socket, self.udp_sock = None (仅发送广播) ├─ 启动 _udp_broadcaster ├─ 启动 _tcp_server_thread └─ 启动 _queue_processor

对等发现机制

心跳与超时检测

• 每个节点每 3s 广播一次{"type": "hello", "name": hostname}
• 接收方记录peer.last_seen = time.time(), 设置peer.online = True
• 广播线程每轮循环检查now - peer.last_seen > 12s，超时则标记online = False
• 离线节点仍然保留在列表中（红色标识），可手动刷新清除

时间线: t=0 t=3 t=6 t=9 t=12 t=15 │ │ │ │ │ │ hello──► hello──► hello──► hello──► (hello 停止) ↑ ↑ ↑ ↑ last_seen=3 last_seen=6 last_seen=9 last_seen=9 now - 9 = 6 < 12 → 仍在线 t=21 │ now - 9 = 12 ≥ 12 → offline

消息发送 (TCP)

send_message(peer_ip, content) ├─ 创建 TCP 连接 → peer_ip:9877 ├─ 4字节小端长度前缀 + JSON 消息体 │ {"type":"msg", "sender", "content", "time"} ├─ sendall └─ close

文件发送 (TCP)

send_file(peer_ip, file_path) ├─ TCP 连接 → peer_ip:9877 ├─ 发送文件头: {"type":"file_offer", "name","size","sender","time"} ├─ 等待接收方 ACK (1字节 0x01) ├─ 分块发送 (CHUNK_SIZE = 32KB) │ └─ 每块发送后推送进度到队列 ├─ close └─ 创建本地 ChatMessage (is_self=True)

文件接收

_handle_tcp_client(conn, peer_ip) ├─ 4字节长度前缀 → JSON 解析 ├─ msg_type == "file_offer" │ ├─ 创建接收目录: ~/Downloads/LanChat/ │ ├─ 处理文件名冲突 (添加 (1), (2)...) │ ├─ 发送 ACK │ ├─ 分块接收写入文件 │ │ └─ 每块推送进度到消息队列 │ └─ 创建 ChatMessage (is_file=True) └─ msg_type == "msg" └─ 创建 ChatMessage → 入队

线程安全设计

• peers字典由peers_lock(threading.Lock) 保护
• 所有 UI 更新通过root.after(0, callback)委托到主线程
• 网络线程通过queue.Queue异步传递消息到 UI 层
• _queue_processor单线程消费消息队列，避免竞态

UI 层 —ui.py

窗口层级

MainWindow (DnDTk) ├── PanedWindow │ ├── 左侧面板 (Frame, 220px) │ │ ├── Label "在线用户" │ │ ├── Button "🔄 刷新" │ │ └── Listbox (peer_listbox) │ │ │ └── 右侧容器 (Frame, weight=1) │ ├── welcome_frame (初始欢迎页) │ └── ChatView (聊天视图) │ ├── 顶部导航 (← 返回 + 标题) │ ├── Canvas + Scrollbar (消息区域) │ │ └── msg_frame │ │ └── ChatBubbleFrame ×N │ ├── 拖拽提示条 │ └── 底部输入区 │ ├── Text (多行输入) │ ├── Button "发送" │ ├── Button "📎 发送文件" │ └── Label (进度提示)

ChatBubbleFrame — 聊天气泡

渲染流程

__init__(parent, msg) ├─ 创建 Canvas ├─ 创建 content Frame (Canvas 的子控件) ├─ 组装内容 (时间 + 文本/文件控件) ├─ 临时 pack + create_window 测量尺寸 │ ├─ content.winfo_width() │ └─ content.winfo_height() ├─ 删除临时窗口 ├─ 配置 Canvas 最终尺寸 (宽度 + RADIUS, 高度 + 4) ├─ pack 到父容器 (anchor=E/W + 边距) ├─ 绘制圆角矩形背景 (polygon + smooth) └─ create_window 居中嵌入 content

圆角矩形算法

_round_rect(c, x1, y1, x2, y2, r=10) 输入: Canvas 对象, 矩形左上角(x1,y1), 右下角(x2,y2), 圆角半径r 输出: Canvas polygon ID 控制点: (x1+r,y1) ──────────── (x2-r,y1) │ │ │ ┌────────────────┐ │ │ │ content │ │ │ └────────────────┘ │ │ │ (x1,y1+r) (x2,y1+r) │ │ │ │ (x1,y2-r) (x2,y2-r) │ │ (x1+r,y2) ──────────── (x2-r,y2) → 使用 create_polygon(points, smooth=True) smooth 自动在角点生成贝塞尔曲线

气泡布局

定时刷新机制

拖拽文件发送

• 依赖tkinterdnd2库（基于 TkDnD 原生扩展）
• MainWindow使用DnDTk()替代tk.Tk()作为根窗口，使所有子控件继承拖放能力
• ChatView._setup_drag_drop()注册DND_FILES类型
• 拖放时解析event.data，提取文件路径，调用network.send_file()

右键菜单

数据流

文本消息发送

用户输入 → Enter / 点击发送 → ChatView._send_message() → 创建 ChatMessage (is_self=True) → _add_message() 本地显示 → 线程: network.send_message(peer_ip, text) → TCP 连接 → JSON 编码 → sendall → 接收方 _handle_tcp_client() → ChatMessage 入队 → _queue_processor() → on_message() callback → MainWindow._on_message() → root.after(0, ...) → ChatView.receive_message() → _add_message() 显示

文件发送

用户选择文件 / 拖拽 → network.send_file(peer_ip, path) → TCP 连接 → 发送文件头 → 接收方 ACK → 分块发送 (每块32KB) → 每块发完后推送进度到队列 → on_file_progress() → ChatView.update_progress() → 发送完成 → 创建 ChatMessage (is_self=True) → on_message() → 显示文件气泡 接收方: TCP 接收 → 文件头解析 → 创建 ~/Downloads/LanChat/ → 分块写入文件 → 每块推送进度 → UI 进度条 → 完整接收 → ChatMessage (is_file=True) → 显示文件气泡

配置与打包

PyInstaller 打包

打包配置见LanChat.spec:

# 关键配置datas=['tkinterdnd2/tkdnd']# 需要打包 TkDnD 原生扩展库hiddenimports=['tkinterdnd2']console=False# 无控制台窗口

依赖

构建命令

pyinstaller LanChat.spec

端口占用

关键设计决策

为什么使用单例 UDP socket？

最初_udp_listener和_udp_broadcaster各自创建独立的 UDP socket，但 Windows 上多 socket 绑定同一端口行为不可靠（SO_REUSEADDR无法保证所有平台都能接收广播）。改为在start()中创建单个 socket（同时设置SO_BROADCAST和SO_REUSEADDR），两个线程共享此 socket 分别执行sendto和recvfrom，避免了端口冲突问题。

为什么用 Canvas 绘制气泡背景？

Tkinter 原生控件不支持圆角。采用Canvas.create_polygon(smooth=True)绘制圆角矩形，通过 12 个控制点生成平滑贝塞尔曲线，替代了原始的 Frame 背景方案，实现聊天气泡的圆角效果。

为什么使用create_window要求子控件关系？

Tkinter 的canvas create window要求嵌入的控件必须是 Canvas 的直接子控件（或同一窗口树中的后代）。将contentFrame 的父控件设置为self.canvas（而非self）才能正确通过create_window嵌入并显示。

线程模型设计考量

所有网络线程使用daemon=True，主窗口关闭时自动退出。UI 更新通过root.after(0, callback)线程安全地调度到主线程。

错误处理策略

版本构建

当前版本通过 PyInstaller 打包为单个main.exe，位于dist/目录。TkDnD 原生扩展库 (tkdnd/) 需随程序分发，已在.spec中通过datas配置。