16. 캡스톤 프로젝트: 멀티룸 비동기 채팅 서버 🔴

프로젝트 목표:

지금까지 배운 모든 비동기 패턴(Tokio, 채널, 스트림, 에러 처리, 우아한 종료)을 하나의 완성된 서버 애플리케이션으로 통합합니다.

멀티룸 채팅 기능을 구현하며 실전 비동기 아키텍처 설계 능력을 배양합니다.

📋 프로젝트 개요

여러 클라이언트가 TCP로 접속하여 방(Room)을 만들거나 참여하고, 실시간으로 메시지를 주고받는 서버를 구축합니다.

예상 소요 시간: 4 ~ 6시간
난이도: ★★★ (심화)
핵심 기술: tokio::spawn, broadcast 채널(메시지 전파), mpsc 채널(작업 전달), watch 채널(종료 신호), tokio::select!, AsyncRead/Write 스트림.

🛠️ 주요 기능 요구 사항

클라이언트 접속: TCP를 통해 서버에 연결하고 닉네임을 설정합니다.
멀티룸 지원: /join <방이름> 명령어로 특정 방에 들어가거나 옮길 수 있습니다.
메시지 전파: 내가 보낸 메시지는 동일한 방에 있는 모든 사람에게 즉시 전달됩니다.
시스템 명령어:
- /nick <이름>: 닉네임 변경
- /rooms: 활성화된 방 목록 보기
- /quit: 접속 종료
우아한 종료: 서버 종료 시 Ctrl+C를 감지하여 "서버가 종료됩니다"라고 공지하고 안전하게 닫습니다.

📐 시스템 아키텍처

graph LR
    C1["클라이언트 A"] -->|TCP| SERVER["채팅 서버"]
    C2["클라이언트 B"] -->|TCP| SERVER
    
    SERVER --> R1["#Rust 방<br/>(Broadcast 채널)"]
    SERVER --> R2["#일반 방<br/>(Broadcast 채널)"]

    R1 -->|메시지| C1
    R1 -->|메시지| C2
    
    SIG["Ctrl+C"] -->|Watch 신호| SERVER

🚀 단계별 구현 가이드

1단계: 기본 서버 틀 잡기

TcpListener를 사용해 연결을 수락하고, 각 클라이언트를 tokio::spawn으로 독립된 태스크에서 처리하는 루프를 만듭니다.

2단계: 채팅방 상태 관리 (Broadcast 채널)

각 채팅방은 고유한 broadcast::Sender를 가집니다. 클라이언트가 특정 방에 들어가면 해당 채널을 구독(subscribe)하게 됩니다. 방 목록은 Arc<RwLock<HashMap<String, Sender>>>로 관리하세요.

3단계: `tokio::select!`를 활용한 클라이언트 핸들러

각 클라이언트 태스크는 다음 두 가지를 동시에 감시해야 합니다.

클라이언트가 보낸 데이터: 명령어를 처리하거나 방에 메시지를 뿌립니다.
채팅방에서 온 데이터: 다른 사람이 보낸 메시지를 내 화면에 출력합니다.

4단계: 명령어 처리 및 예외 상황 대응

/join 시 이전 방의 구독을 해지하고 새 방을 구독하는 로직을 구현합니다.
너무 느린 클라이언트(Lagging Client)에 대한 처리 로직을 추가하세요.

5단계: 우아한 종료 구현

tokio::signal::ctrl_c()와 watch 채널을 조합하여, 서버가 예작 종료될 때 모든 클라이언트에게 작별 인사를 하고 안전하게 연결을 끊도록 만듭니다.

✅ 평가 및 자가 진단

여러 명의 클라이언트가 동시에 접속해도 서버가 멈추지 않는가?
내가 보낸 메시지가 같은 방 사람들에게만 정확히 전달되는가?
/quit 입력 시 자원(메모리, 소켓)이 깔끔하게 정리되는가?
서버 종료 시 모든 클라이언트와의 연결이 안전하게 해제되는가?

🌟 심화 아이디어 (선택 사항)

메시지 기록(History): 방에 늦게 들어온 사람을 위해 최근 10개의 메시지를 보여주는 기능을 추가해 보세요.
WebSocket 지원: 웹 브라우저에서도 접속할 수 있도록 tokio-tungstenite를 연동해 보세요.
TLS 보안: tokio-rustls를 사용해 암호화된 채팅 터널을 만들어 보세요.

축하합니다! 이 프로젝트를 마쳤다면 여러분은 이제 비동기 Rust의 전문가로 거듭난 것입니다. 🥳