【C】——网络编程-聊天室

功能介绍:

  此demo是基于TCP套接字编程,目的是实现一个聊天室效果。类似于QQ群效果,如果上线可以通知其他好友,下线也会通知其他好友。

需要用的技术:

  一、socket编程。

    1> socket 网络编程常识:既要考虑客户端 又要考虑服务器端。

    2>TCP 一对多开发步骤:

    服务端:

      ①:创建socket,使用socket()    

#include <sys/socket.h>
  int socket(int family, int type, int protocol);

        family: 指明协议族

                                  AF_INET: IPv4协议;

                                 AF_INET6: IPv6协议;

                                 AF_LOCAL:  Unix域协议;

                                 AF_ROUTE: 路由套接字;

                                 AF_KEY: 密钥套接字;

                       type:指明套接字类型

                                 SOCK_STREAM   字节流套接字(TCP)

                                 SOCK_DGRAM    数据报套接字(UDP)

                                 SOCK_SEQPACKET  有序分组套接字

                                 SOCK_RAW        原始套接字

                      protocol:设为某个协议类型常值  一般设为 0;

      ② 准备通信地址,sockaddr_in:        

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struct sockaddr{
    sa_family_t    sa_family;
    char               sa_data[];
    ....
    ....
};

struct in_addr{
    in_addr_t    s_addr;
};

struct sockaddr_in{
    sa_family_t    sin_family;     //协议族 要和socket中的family相同
    in_port_t        sin_port;       //网络端口
    struct in_addr  sin_addr;     //网络地址
};
【C】——网络编程-聊天室

                         需要注意的是在对sockaddr_in 赋值的时候需要用到两个函数:

#include <arpa/inet.h>
  uint16_t htons(uint16_t hostint16);   //转换成网络字节序表示的16位整型数

  in_addr_t inet_addr(const char *cp);   //把字符串转换成32位二进制网络字节序的IPV4地址

      ③:绑定 套接字描述符 和 通信地址 使用函数 bind();

#include <sys/socket.h>
    int bind(int sockfd, const struct sockaddr *myaddr, socklen_t addrlen);

                      需要注意的是为使不同格式地址能够被传入到套接字函数,地址被强制转换成通用的地址结构 sockadd表示。

      ④:监听客户端, 使用函数 listen();

#include <sys/socket.h>
  int listen(int sockfd, int backlog);

      ⑤:等待客户端的连接,使用函数 accept(). 此函数在客户端连接上来后,将返回一个新的socket描述符,这个心得描述符用于和客户端的交互。

#include <sys/socket.h>
  int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);

        使用此函数需要注意的是,如果想从客户端那里得到一些信息需要重新声明一个 struct socketaddr_in 类型的参数,然后传给此函数的第二个和第三个参数即可。

      ⑥:把accept 返回的socket描述符当做文件描述符来操作即可;

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#include <unistd.h>

  ssize_t read(int filedes, void *buf, size_t nbytes);
  ssize_t write(int filedes, const void *buf, size_t nbytes);

  ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags);
  ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t nbytes, int flags);
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        recv 的返回值: >0表示接受到消息的字节数; =0表示对方已经断开连接; <0 表示出错;

      ⑦:关闭描述符;

    客户端:

      ①:创建socket,使用socket()

      ②: 准备通信地址,sockaddr_in:     

      ③:建立连接 使用函数 connect()

#include <sys/socket.h>
  int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

      ④:把socketfd当做文件描述符来使用即可,就像服务端的第六步。

  二、多线程技术;

编程思想:

  一、首先需要两个执行程序,一个模拟客户端,一个模拟服务端

  二、客户端首先使用socket connect 等函数连接上服务器,然后创建多线程用来接收服务器发来的消息,主线程用来发送消息到服务器。

  三、服务器端:

    ①:首先创建一个全局变量数组用来保存客户端连接上来的信息,因为不止一个客户端连接上。

    ②:创建 socket 套接字,然后监听客户端发来的消息,当有客户端连接上来的时候创建多线程为此客户端服务。

                  需要注意的是对全局变量——保存所有客户端套接字的数组。当客户端断开连接的时候需要清理数组中的信息。

client.c:

【C】——网络编程-聊天室
 1 #include <stdio.h>
 2 #include <pthread.h>
 3 #include <sys/socket.h>
 4 #include <netinet/in.h>
 5 #include <arpa/inet.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <unistd.h>
 8 #include <string.h>
 9 #include <signal.h>
10 //准备工作
11 int sockfd;//
12 char* IP = "127.0.0.1";//本机IP,回送地址
13 short PORT = 10222;
14 typedef struct sockaddr SA;//类型转换
15 char name[20];//客户端昵称
16 //启动客户端,连接服务器
17 void init(){
18     printf("聊天室客户端开始启动\n");
19     sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
20     struct sockaddr_in addr;
21     addr.sin_family = AF_INET;
22     addr.sin_port = htons(PORT);
23     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);
24     if(connect(sockfd,(SA*)&addr,sizeof(addr))==-1){
25         perror("无法连接到服务器");
26         printf("客户端启动失败\n");
27         exit(-1);
28     }
29     printf("客户端启动成功\n");
30 }
31 //开始通信
32 void* recv_thread(void* p){//收消息
33     while(1){
34         char buf[100] = {0};
35         if(recv(sockfd,buf,sizeof(buf),0)<=0){
36             return;
37         }
38         printf("%s\n",buf);
39     }
40 }
41 void start(){
42     //发送消息
43     //发消息之前,启动一个线程,用来接受服务器发送过来的消息
44     pthread_t pid;
45     pthread_create(&pid,0,recv_thread,0);
46     while(1){
47         char buf[100] = {0};
48         scanf("%s",buf);//接受用户输入
49         char msg[100] = {0};
50         sprintf(msg,"%s 说:%s",name,buf);
51         send(sockfd,msg,strlen(msg),0);//发给服务器
52     }
53 }
54 void sig_close(){
55     //关闭客户端的描述符
56     close(sockfd);
57     exit(0);
58 }
59 int main(){
60     signal(SIGINT,sig_close);//关闭CTRL+C
61     printf("请输入您的昵称:");
62     scanf("%s",name);
63     init();//连接服务器
64     send(sockfd,name,strlen(name),0);//将昵称发给服务器
65     start();//开始通信
66     return 0;
67 }
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server.c:

【C】——网络编程-聊天室
  1 #include <stdio.h>
  2 #include <pthread.h>
  3 #include <sys/socket.h>
  4 #include <netinet/in.h>
  5 #include <arpa/inet.h>
  6 #include <stdlib.h>
  7 #include <unistd.h>
  8 #include <string.h>
  9 #include <signal.h>
 10 //准备工作
 11 int sockfd;//
 12 char* IP = "127.0.0.1";//本机IP,回送地址
 13 short PORT = 10222;
 14 typedef struct sockaddr SA;//类型转换
 15 struct client{//
 16     char name[20];//存储客户昵称
 17     int fds;//客户端socket描述符
 18 };
 19 struct client c[100] = {0};//最多记录100个链接到服务器的客户端
 20 int size = 0;//记录客户端的个数,数组的索引
 21 //初始化服务器的网络,创建socket
 22 void init(){
 23     printf("聊天室服务器开始启动..\n");
 24     sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
 25     if(sockfd == -1){
 26         perror("创建socket失败");
 27         printf("服务器启动失败\n");
 28         exit(-1);
 29     }
 30     //准备网络通信地址
 31     struct sockaddr_in addr;
 32     addr.sin_family = AF_INET;
 33     addr.sin_port = htons(PORT);
 34     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);
 35     if(bind(sockfd,(SA*)&addr,sizeof(addr))==-1){
 36         perror("绑定失败");
 37         printf("服务器启动失败\n");
 38         exit(-1);
 39     }
 40     printf("成功绑定\n");
 41     //设置监听
 42     if(listen(sockfd,10)==-1){
 43         perror("设置监听失败");
 44         printf("服务器启动失败\n");
 45         exit(-1);
 46     }
 47     printf("设置监听成功\n");
 48     printf("初始化服务器成功\n");
 49     //等待客户端链接,放到另一个函数中
 50 }
 51 //线程函数,用来接受客户端的消息,并把消息发给所有客户端
 52 //分发消息函数
 53 void sendMsgToAll(char* msg){
 54     int i = 0;
 55     for(;i<size;i++){
 56         printf("sendto%d\n",c[i].fds);
 57         send(c[i].fds,msg,strlen(msg),0);
 58     }
 59 }
 60 void* service_thread(void* p){
 61     int fd = *(int*)p;//拿到标记客户端的sockfd
 62     printf("pthread=%d\n",fd);//输出测试
 63     //记录客户端的sockfd
 64     c[size].fds = fd;
 65     char name[20] = {0};
 66     if(recv(fd,name,sizeof(name),0)>0){
 67         strcpy(c[size].name,name);//拿到昵称
 68     }
 69     size++;
 70     char tishi[100] = {0};
 71     //群发通知消息
 72     sprintf(tishi,"热烈欢迎 %s 登录聊天室..",name);
 73     //发给所有人
 74     sendMsgToAll(tishi);
 75     while(1){
 76         char buf[100] = {0};
 77         if(recv(fd,buf,sizeof(buf),0)==0){
 78             //返回0,表示TCP另一端断开链接
 79             //有客户端退出
 80             printf("fd=%dquit\n",fd);//测试
 81             int i;
 82             char name[20] = {0};
 83             for(i=0;i<size;i++){
 84                 if(c[i].fds == fd){
 85                     strcpy(name,c[i].name);
 86                     c[i].fds = c[size-1].fds;
 87                     strcpy(c[i].name,c[size-1].name);//用最后一个有效的数组元素,覆盖当前没用的这个保存退出的客户端的信息的数组元素
 88                 }
 89             }
 90             size--;
 91             printf("quit->fd=%dquit\n",fd);
 92             char msg[100] = {0};
 93             sprintf(msg,"欢送 %s 离开聊天室,再见!",name);
 94             //群发退出通知
 95             sendMsgToAll(msg);
 96             close(fd);
 97             return;//客户端退出了,结束服务线程
 98         }
 99         sendMsgToAll(buf);//接受成功,广播聊天信息
100     }
101 }
102 //等待客户端的连接,启动服务器的服务
103 void service(){
104     printf("服务器开始服务\n");
105     while(1){
106         struct sockaddr_in fromaddr;
107         socklen_t len = sizeof(fromaddr);
108         int fd = accept(sockfd,(SA*)&fromaddr,&len);
109         if(fd == -1){
110             printf("客户端链接出错\n");
111             continue;//继续循环,处理连接
112         }
113         //如果客户端成功连接上
114         printf("fd=%d\n",fd);//测试
115         //启动线程
116         pthread_t pid;
117         pthread_create(&pid,0,service_thread,&fd);
118     }
119 }
120 void sig_close(){
121 //关闭服务器的socket
122     close(sockfd);
123     printf("服务器已经关闭\n");
124     exit(0);
125 }
126 int main(){
127     signal(SIGINT,sig_close);//退出CTRL+C
128     init();
129     service();
130     return 0;
131 }
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  以上的代码是老师写的,老师用的是数组来保存所有的客户端的信息。但是自己在做这个程序的时候想法有点偏差,我用的是动态分配的链表技术来保存连接上来得客户端的socket 套接字,动态分配,动态删除。代码如下:

client.c:

【C】——网络编程-聊天室
 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/socket.h>
 3 #include <netinet/in.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 #include <arpa/inet.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <string.h>
 8 
 9 struct info{
10     char name[10];
11     char buf[100];
12 };
13 
14 //利用多线程接收发来的信息,可以在任何时候接收信息,包括发信息的时候
15 void* getmssage(void* p){
16     int* sockfd = (int*)p;    
17     struct info from;
18     while(recv(*sockfd,&from,sizeof(from),0) > 0){
19         printf("%s说:%s\n",from.name,from.buf);
20         memset(from.name,0,sizeof(from.name));
21         memset(from.buf,0,sizeof(from.buf));
22     }
23 }
24 
25 int main(){
26     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
27     if(sockfd == -1) perror("socket"),exit(-1);
28     struct sockaddr_in addr;
29     addr.sin_family = AF_INET;
30     addr.sin_port = htons(2222);
31     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.30.13.70");
32 
33     int res = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
34     if(res == -1) perror("connect"),exit(-1);
35 
36     struct info in;
37     printf("请输入用户名:");
38     scanf("%s",in.name);
39     getchar(); //此时必须要用getchar 因为第 43 行用的是gets接收数据, 38行的scanf函数接收数据的时候碰到 \n就结束了,下面的gets 就会把缓存区的 \n 给接收到, 如果下面用 scanf 接收数据的话,此时就不需要用 getchar了, 因为 scanf 在第一个字符碰到 \n的时候会直接把 \n 给忽略掉
40     pthread_t pid;
41     pthread_create(pid,0,getmssage,(void*)&sockfd);
42     while(1){
43         //scanf("%s",in.buf);
44         gets(in.buf);
45         if(!strcmp(in.buf,"bye")){
46             strcpy(in.buf,"退出登陆");
47             send(sockfd,&in,sizeof(in),0);
48             exit(0);
49         }
50         if(send(sockfd,&in,sizeof(in),0) == -1) perror("send"),exit(-1);
51         memset(in.buf,0,strlen(in.buf));
52     }
53 }
View Code

server.c:

【C】——网络编程-聊天室
  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <sys/socket.h>
  4 #include <netinet/in.h>
  5 #include <arpa/inet.h>
  6 #include <string.h>
  7 #include <sys/types.h>
  8 /*
  9 int accfd[10];
 10 static int i = 0;
 11 int pthid[10];
 12 */
 13 struct info{
 14     int accfd;
 15     int pthid;
 16     int num;
 17     struct info* next;
 18 };
 19 
 20 struct clinfo{
 21     char name[10];
 22     char buf[100];
 23 };
 24 
 25 static int i = 0;
 26 struct info* head;
 27 
 28 void* del(int n){
 29     struct info *p;
 30     struct info *t;
 31 
 32     t = head;
 33     p = head->next;
 34     printf("del n:%d\n",n);
 35     while(p){
 36         if(p->num == n){
 37             t->next = p->next;
 38             free(p);
 39             break;
 40         }
 41         p = p->next;
 42         t = t->next;
 43     }
 44 
 45     printf("after free\n");
 46     t = head->next;
 47     while(t){
 48         printf("t->num:%d\n",t->num);
 49         t = t->next;
 50     }
 51 }
 52 
 53 void* message(void* p){
 54     printf("this is message\n");
 55     int num = (int)p;
 56     struct info* t = head;
 57     t = t->next;
 58 
 59     int accfd;
 60     int pthid;
 61 
 62     while(t){
 63         if(t->num == num){
 64             accfd = t->accfd;
 65             pthid = t->pthid;
 66             break;
 67         }
 68         t = t->next;
 69     }
 70 
 71     struct clinfo cin;
 72     memset(cin.buf,0,sizeof(cin.buf));
 73     memset(cin.name,0,sizeof(cin.name));
 74     while(1){
 75         while(recv(accfd,&cin,sizeof(cin),0) > 0){
 76             printf("%s say: %s\n",cin.name,cin.buf);
 77             t = head->next; 
 78             while(t){
 79                 printf("t->num:%d,num:%d\n",t->num,num);
 80                 if(t->num != num){
 81                     send(t->accfd,&cin,sizeof(cin),0);
 82                 }
 83                 t = t->next;
 84             }
 85             if(!strcmp(cin.buf,"退出登陆")){
 86                 del(num);
 87                 printf("即将退出线程\n");
 88                 close(accfd);
 89                 sleep(1);
 90                 pthread_exit(0);
 91             }
 92             memset(cin.buf,0,sizeof(cin.buf));
 93             memset(cin.name,0,sizeof(cin.name));
 94         }
 95     }
 96 }
 97 
 98 struct info* init(){
 99     struct info* in;
100     in = (struct info*)malloc(sizeof(struct info));
101     in->next = NULL;
102     return in;
103 }
104 
105 int main(){
106     int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
107     if(sockfd == -1) perror("socket"),exit(-1);
108     struct sockaddr_in addr;
109     addr.sin_family = AF_INET;
110     addr.sin_port = htons(2222);
111     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.30.13.70");
112 
113     //解决地址被占用问题
114     int reuse = 10;
115     setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse));
116     //绑定
117     int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
118     if(res == -1) perror("bind"),exit(-1);
119     //监听
120     listen(sockfd,100);
121     struct sockaddr_in from;
122     socklen_t len = sizeof(from);
123 
124     head = init();
125     while(1){
126         //得到新的描述符
127         int accfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&from,&len);
128         struct info* p = head;
129         struct info* tmp = init();
130         //让指针指向链表的尾部
131         while(p->next){
132             p = p->next;
133         }
134         p->next = tmp;
135         
136         tmp->num = i++;
137         tmp->accfd = accfd;
138         printf("%s连接上来\n",inet_ntoa(from.sin_addr));
139         //创建线程
140         pthread_create(&(tmp->pthid),0,message,(void*)(i-1));
141     }
142 
143 }
【C】——网络编程-聊天室

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