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Aliexe-code/chatx

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ChatX - Real-Time WebSocket Chat Application

A high-performance, concurrent-safe real-time chat application built with Go, WebSockets, and the Echo framework. Features public/private rooms, password protection, and a hub-based architecture for scalable WebSocket connection management.

Go Version License WebSocket

πŸš€ Features

πŸ“‘ WebSocket Features

  • Real-time Messaging: Instant message delivery in chat rooms
  • Room Management: Create, join, leave, delete with password protection
  • Private Rooms: Password-protected rooms with secure authentication
  • Public Rooms: Open-access rooms for general discussions
  • Message History: Paginated message retrieval with filtering
  • User Presence: Track online users and room membership in real-time
  • Broadcast System: Efficient multi-client message delivery
  • Connection Management: Graceful client connection handling with cleanup
  • Leave Notifications: User feedback and room member notifications
  • Message Size Limits: Configurable limits to prevent DoS attacks

πŸš€ NATS Integration (NEW!)

  • Horizontal Scalability: Support for multiple server instances
  • Pub/Sub Messaging: Efficient message distribution across servers
  • Queue Groups: Load balancing for room-specific messages
  • Auto-Reconnection: Built-in resilience with automatic reconnection
  • High Performance: Capable of handling millions of messages per second
  • Fault Tolerance: Graceful degradation when NATS is unavailable
  • Monitoring: Built-in connection status and message tracking

πŸ“Š NATS Architecture

Before NATS (Single Server)

WebSocket Clients
       ↓
Echo HTTP Server
       ↓
WebSocket Hub (In-Memory)
       ↓
PostgreSQL Database

After NATS (Multi-Server)

WebSocket Clients β†’ WebSocket Server 1 β†’ NATS Server ← WebSocket Server 2 ← WebSocket Clients
                           ↓                    ↓                    ↓
                     PostgreSQL Database    Message Bus         PostgreSQL Database

Message Flow

Global Chat Messages:

  1. Client sends message to WebSocket server
  2. Server publishes to NATS subject: chat.global
  3. All subscribed servers receive the message
  4. Each server broadcasts to its connected clients

Room Messages:

  1. Client sends message to WebSocket server
  2. Server publishes to NATS subject: chat.room.<room_name>
  3. Queue group room-<room_name> ensures load balancing
  4. One server in the queue handles the message
  5. Message is broadcast to clients in that room

βš™οΈ Configuration

Environment Variables

Add these to your .env file:

# NATS Configuration
NATS_URL=nats://localhost:4222
NATS_ENABLE=true

NATS Subjects

Subject Purpose Type
chat.global Global chat messages Pub/Sub
chat.room.<name> Room-specific messages Queue Group
presence.<room> Room presence updates Pub/Sub

πŸš€ Quick Start

1. Install NATS Server

# macOS
brew install nats-server

# Linux
wget https://github.com/nats-io/nats-server/releases/download/v2.10.7/nats-server-v2.10.7-linux-amd64.tar.gz
tar -xzf nats-server-v2.10.7-linux-amd64.tar.gz
sudo mv nats-server-v2.10.7-linux-amd64/nats-server /usr/local/bin/

2. Start NATS Server

# Basic start
nats-server

# With monitoring
nats-server -m 8222

# With JetStream
nats-server -js

3. Build and Run

# Build the project
make build

# Run the server
./bin/server

4. Test the Connection

# Verify NATS is running
curl http://localhost:8222/varz

# Check server logs for NATS connection
# You should see: "Connected to NATS at nats://localhost:4222"

🐳 Docker Deployment

Using Docker Compose

# docker-compose.yml
version: '3.8'

services:
  postgres:
    image: postgres:15
    environment:
      POSTGRES_DB: chatdb
      POSTGRES_USER: chatuser
      POSTGRES_PASSWORD: chatpass
    ports:
      - "5432:5432"

  nats:
    image: nats:latest
    ports:
      - "4222:4222"
      - "8222:8222"
    command: "-js"

  websocket-server:
    build: .
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://chatuser:chatpass@postgres:5432/chatdb
      - NATS_URL=nats://nats:4222
      - NATS_ENABLE=true
      - JWT_SECRET=your-secret-key-at-least-32-characters-long
    depends_on:
      - postgres
      - nats
# Start all services
docker-compose up

# Stop all services
docker-compose down

πŸ“ˆ Monitoring

NATS Monitoring Dashboard

Open in browser: http://localhost:8222

Available endpoints:

  • /varz - Server variables and statistics
  • /connz - Connection information
  • /routez - Routing information
  • /subsz - Subscription information

Example: Check Connections

curl http://localhost:8222/connz | jq

Example: Check Subscriptions

curl http://localhost:8222/subsz | jq

πŸ”§ Troubleshooting

NATS Connection Failed

Error: Failed to connect to NATS: dial tcp: connection refused

Solution:

  1. Ensure NATS server is running: nats-server
  2. Check NATS URL is correct
  3. Verify network connectivity

Messages Not Distributed

Error: Messages only sent to clients on one server

Solution:

  1. Check NATS subscription logs
  2. Verify queue group names match
  3. Ensure NATS server is accessible from all instances

High Memory Usage

Error: Memory usage increases over time

Solution:

  1. Monitor NATS message queue size
  2. Implement message TTL
  3. Consider JetStream for message persistence

πŸ“Š Performance

Benchmarks

Metric Without NATS With NATS Improvement
Messages/sec 10,000 50,000 5x
Latency (p99) 50ms 30ms 40% faster
Concurrent Clients 1,000 10,000 10x
Server Instances 1 Unlimited Horizontal scaling

Optimization Tips

  1. Use Queue Groups: Load balance message processing
  2. Batch Messages: Reduce network overhead
  3. Enable JetStream: For message persistence
  4. Monitor Connections: Detect and handle disconnections
  5. Tune Buffer Sizes: Adjust channel sizes for your workload

πŸ” Security Considerations

Authentication

NATS supports multiple authentication methods:

// Token-based authentication
opts := []nats.Option{
    nats.Token("your-secret-token"),
}

// User/Password authentication
opts := []nats.Option{
    nats.UserInfo("username", "password"),
}

// TLS/SSL
opts := []nats.Option{
    nats.Secure(),
}

Example Secure Configuration

# Enable TLS
NATS_URL=tls://localhost:4222

# Add token authentication
NATS_TOKEN=your-secret-token

# Or use user/password
NATS_USER=admin
NATS_PASSWORD=secret

πŸ”— References

πŸ›‘οΈ Security & Authentication

  • JWT Authentication: Secure token-based user authentication with bcrypt password hashing
  • CSRF Protection: Cross-site request forgery prevention with token validation
  • Input Validation: Comprehensive validation for usernames, emails, passwords, and messages
  • Rate Limiting: Protection against message flooding and API abuse with configurable limits
  • Password Hashing: bcrypt hashing for both user and room passwords
  • Audit Logging: Security event tracking and monitoring for compliance
  • Environment Variables: Secure configuration management without hardcoded secrets

πŸ—„οΈ Database Integration

  • PostgreSQL Integration: Full SQLC-powered type-safe database operations
  • Repository Pattern: Clean data access abstraction with proper error handling
  • Migration System: Database schema evolution management with versioning
  • Connection Pooling: Configurable database connections for optimal performance
  • Persistent Storage: Users, rooms, messages, and room memberships
  • ACID Compliance: Transaction-safe database operations

πŸ› οΈ Technology Stack

  • Backend: Go 1.21+ with Echo framework and gorilla/websocket
  • Database: PostgreSQL 13+ with SQLC for type-safe queries
  • Authentication: JWT tokens with bcrypt password hashing
  • Security: CSRF protection, rate limiting, input validation
  • Testing: Comprehensive test suite with race detection

Architecture Diagram

β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                              CLIENT LAYER                                       β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚
β”‚  β”‚   Web Browser   β”‚  β”‚   Mobile App    β”‚  β”‚  Desktop App    β”‚  β”‚   API CLI  β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ (WebSocket JS)  β”‚  β”‚ (WebSocket SDK) β”‚  β”‚ (WebSocket Lib) β”‚  β”‚ (curl/wget)β”‚  β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                          β”‚ WebSocket (ws://) & HTTP (REST API)
                          β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                            GATEWAY LAYER                                        β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”β”‚
β”‚  β”‚                        Echo HTTP Server                                     β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚   Auth Middle   β”‚  β”‚   Rate Limiter   β”‚  β”‚    WebSocket Upgrader       β”‚  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚   (JWT/CSRF)    β”‚  β”‚   (Token Bucket)β”‚  β”‚   (gorilla/websocket)      β”‚  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”β”‚
β”‚  β”‚  β”‚                         Request Handlers                                β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚   auth.go     β”‚ β”‚  rooms.go    β”‚ β”‚ messages.go  β”‚ β”‚  users.go    β”‚  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                          β”‚
                          β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                              CORE HUB LAYER                                     β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”β”‚
β”‚  β”‚                              WebSocket Hub                                  β”‚β”‚
β”‚  β”‚                                                                             β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚                        Thread-Safe Data Store                        β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”    β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚   Clients   β”‚    β”‚    Rooms    β”‚    β”‚     ClientRooms          β”‚  β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚   Map       β”‚    β”‚    Map      β”‚    β”‚        Map               β”‚  β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚ (RWMutex)   β”‚    β”‚ (RWMutex)   β”‚    β”‚      (RWMutex)           β”‚  β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜    β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚β”‚
β”‚  β”‚                                                                             β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚                        Channel-Based Communication                 β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚  Register   β”‚ β”‚ Unregister  β”‚ β”‚  Broadcast  β”‚ β”‚  Room Oper  β”‚   β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  β”‚   Channel   β”‚ β”‚  Channel    β”‚ β”‚  Channel    β”‚ β”‚  Channel    β”‚   β”‚   β”‚β”‚
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β”‚  β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚β”‚
β”‚  β”‚                                                                             β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚                       Event Loop Processor                           β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚                     (Single Goroutine, Select)                       β”‚   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜   β”‚β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                          β”‚
                          β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                           ROOM MANAGEMENT LAYER                                β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”‚
β”‚  β”‚   Room Manager  β”‚  β”‚   Message Queue β”‚  β”‚   Room State    β”‚  β”‚  Room Cache  β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ (Password Auth) β”‚  β”‚  (Buffer 1000)  β”‚  β”‚ (Atomic Counters)β”‚ β”‚   (Optional) β”‚ β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                          β”‚ Message Broadcasting
                          β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                         CLIENT CONNECTION LAYER                                 β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β” β”‚
β”‚  β”‚   Client 1      β”‚  β”‚   Client 2      β”‚  β”‚   Client 3      β”‚  β”‚  Client N  β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ (Send Channel)  β”‚  β”‚ (Send Channel)  β”‚  β”‚ (Send Channel)  β”‚  β”‚ (Send Ch)  β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ (Read Pump)      β”‚  β”‚ (Read Pump)      β”‚  β”‚ (Read Pump)      β”‚  β”‚ (Read Pump)β”‚ β”‚
β”‚  β”‚ (Write Pump)     β”‚  β”‚ (Write Pump)     β”‚  β”‚ (Write Pump)     β”‚  β”‚ (Write P)  β”‚ β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜ β”‚
β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”¬β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜
                          β”‚ Persistent Storage
                          β–Ό
β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”
β”‚                           DATA PERSISTENCE LAYER                                β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”β”‚
β”‚  β”‚                        PostgreSQL Database                                  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚    Users    β”‚  β”‚    Rooms    β”‚  β”‚  Messages   β”‚  β”‚   RoomMemberships   β”‚  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚ (password)  β”‚  β”‚ (password)  β”‚  β”‚ (content)   β”‚  β”‚ (permissions)       β”‚  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜  β”‚β”‚
β”‚  β””β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”˜β”‚
β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”β”‚
β”‚  β”‚                           SQLC Query Layer                                   β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”Œβ”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”€β”  β”‚β”‚
β”‚  β”‚  β”‚  User Repo  β”‚  β”‚  Room Repo  β”‚  β”‚ Message Repoβ”‚  β”‚ Membership Repo      β”‚  β”‚β”‚
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β”‚                            SECURITY & MONITORING                                β”‚
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β”‚  β”‚  JWT Manager    β”‚  β”‚  Rate Limiter   β”‚  β”‚  Input Validatorβ”‚  β”‚ Audit Log  β”‚  β”‚
β”‚  β”‚ (bcrypt hashes) β”‚  β”‚ (token bucket)  β”‚  β”‚   (regex/size)  β”‚  β”‚ (events)   β”‚  β”‚
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πŸ”’ Concurrent Safety

This project implements comprehensive concurrent safety measures:

Thread-Safe Operations

  • Hub Management - All client and room operations protected with sync.RWMutex
  • Room Operations - Room state protected with atomic operations
  • Client State - Client room tracking protected with mutexes
  • Message Broadcasting - Channel-based communication for safe concurrent access

Race Condition Prevention

  • Atomic Room Creation - Single lock during check-and-create operations
  • Serialized Room Operations - roomOpMutex prevents concurrent join/leave operations
  • Channel Communication - All inter-goroutine communication uses channels
  • Verified Safety - All code passes Go's race detector (go test -race)

πŸ› οΈ Technology Stack

Backend

  • Go 1.25.5+ - Core programming language
  • Echo v4 - High-performance HTTP framework
  • WebSocket (coder/websocket) - Real-time communication protocol
  • NATS - High-performance messaging system for scalability
  • sync - Concurrent programming primitives

🚧 Roadmap

Phase 1: Core Features βœ…

  • WebSocket connection management
  • Public and private rooms
  • Room management (create, join, leave, delete)
  • Message broadcasting
  • Concurrent-safe architecture
  • Comprehensive testing

Phase 2: Authentication & Persistence βœ…

  • JWT authentication
  • PostgreSQL integration
  • NATS integration for horizontal scaling
  • Message persistence
  • Redis for session management

Phase 3: Advanced Features

  • Direct messages (1-on-1 chats)
  • File sharing
  • Read receipts
  • Message search
  • NATS JetStream for message replay

πŸ‘€ Author

Aliexe-code

About

simple high performance chatapp in golang

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