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從0實現基於Linux socket聊天室-實現聊天室的登錄、注冊功能-3

本文轉載自   查看原文   2020-09-14 10:22   501    Linux/ Linux系統編程/ 聊天室/ 多線程模型

上一篇我們已經講了如何搭建一個多線程的服務器模型，可以支持多個客戶端同時連接服務器，本篇我們來實現多個客戶端，如何實現向服務器注冊信息，並實現登錄的功能。

數據結構

接着上一篇的實例代碼繼續增加功能。
要實現注冊和登錄功能，那么我們就必須要讓服務器和客戶端在交互數據包的時候按照統一的格式收發信令。
信令格式

//C/S通信的結構體
struct protocol{
	int cmd;     //命令
	int state;  //存儲命令返回信息
	char name[32]; //用戶名
	char data[64]; //數據
};

命令類型：
信令格式中命令定義如下：

/*cmd*/
#define BROADCAST 0X00000001   //廣播數據
#define PRIVATE 0X00000002     //私聊
#define REGISTE 0X00000004     //注冊賬號
#define LOGIN 0X00000008       //登錄
#define ONLINEUSER     0X00000010 //顯示在線用戶
#define LOGOUT     0X00000020    //退出

在線用戶信息
服務器需要維護所有用戶信息，需要知道用戶是否在線，是否注冊。

//在線用戶 
struct ONLINE{
	int fd;  //-1：該用戶下線   >0:該用戶已經登錄，對應的套接字
	int flage; //-1 該條目沒有用戶信息  1：該條目有用戶注冊信息
	char name[32]; //注冊的用戶名字
	char passwd[32];  //用戶名密碼
}; 
struct ONLINE online[MAX_USER_NUM];

注冊的客戶端信息需要存儲在服務器，為了簡單起見，我們暫時不用數據庫存儲，只定義一個全局的數組保存客戶端信息，並且規定只允許64個客戶端登錄。

服務器處理結果返回值

/*return code*/
#define OP_OK    0X80000000         //操作成功
#define ONLINEUSER_OK    0X80000001  //顯示在線用戶，未結束
#define ONLINEUSER_OVER  0X80000002  //顯示在線用戶，已經發送完畢
#define NAME_EXIST 0X80000003       //注冊信息，用戶名已經存在
#define NAME_PWD_NMATCH 0X80000004 //登錄時，輸入的用戶名密碼不對
#define USER_LOGED 0X80000005     //登錄時，提示該用戶已經在線
#define USER_NOT_REGIST 0X80000006  //登錄時，提示用戶沒有注冊

功能流程圖

現在我們根據功能，首先畫一個流程圖。

注冊

在這里插入圖片描述由上圖所示：

  1. 服務器要先啟動，監聽客戶端的連接；
  2. 客戶端啟動，首先連接服務器，並顯示登陸、注冊界面；
  3. 服務器接收到客戶端連接后，會創建一個子線程專門用於於客戶端的通信；
  4. 選擇注冊后，提示輸入用戶名、密碼，封裝注冊信息到結構體變量msg中，並發送該信令給服務器；
  5. 服務器接收到客戶端注冊信息后，進入注冊處理流程；
  6. 注冊功能：首先查找該用戶名是否存在，數組online[]中注冊的位置，flage值為1，否則為-1；
    如果該用戶名已經注冊，則返回NAME_EXIST 錯誤信息；
    如果該用戶名沒有被注冊，則找一個空閑位置，將該用戶名密碼保存到數據庫online[]中，並返回注冊成功的信令；
  7. 客戶端接收到服務器注冊處理指令后，會打印提示信息，並顯示步驟2的菜單。

登錄

在這里插入圖片描述

  1. 服務器要先啟動，監聽客戶端的連接；
  2. 客戶端啟動，首先連接服務器，並顯示登陸、注冊界面；
  3. 服務器接收到客戶端連接后，會創建一個子線程專門用於於客戶端的通信；
  4. 選擇登陸后，提示輸入用戶名、密碼，封裝登陸信息到結構體變量msg中，並發送該信令給服務器；
  5. 服務器接收到客戶端注冊信息后，進入登陸處理流程；
  6. 登陸功能：首先查找該用戶名、密碼是否在數組online[]中存在匹配項，找到返回對應的下標，並將於該客戶端相連接的套接字保存到對應的條目中，返回登陸成功信息給客戶端；
    如果沒有找到，則返回-1，並返回0X80000004錯誤信息給客戶端；
  7. 客戶端接收到服務器注冊處理指令后，會打印提示信息，並設置客戶端在線的標記login_f 為1，此時會顯示 聊天功能對應的菜單。

代碼

chat.h

#ifndef _TCP_CHAT
#define _TCP_CHAT

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 
#define SERVER_PORT 8888
//在線用戶 
struct ONLINE{
	int fd;  //-1   
	int flage; //registed or not
	char name[32];
	char passwd[32];
}; 
#define MAX_USER_NUM 64

//C/S通信的結構體
struct protocol{
	int cmd;
	int state;
	char name[32];
	char data[64];
};
 /*cmd*/
#define BROADCAST 0X00000001
#define PRIVATE 0X00000002
#define REGISTE 0X00000004
#define LOGIN 0X00000008
#define ONLINEUSER     0X00000010
#define LOGOUT     0X00000020

/*return code*/
#define OP_OK    0X80000000
#define ONLINEUSER_OK    0X80000001
#define ONLINEUSER_OVER  0X80000002
#define NAME_EXIST 0X80000003
#define NAME_PWD_NMATCH 0X80000004
#define USER_LOGED 0X80000005
#define USER_NOT_REGIST 0X80000006
#endif

client.c

/*********************************************
           公眾號:一口Linux
*********************************************/
#include "chat.h"

int sockfd;
int addrlen;
struct sockaddr_in   server_addr; 

pthread_t pid;

int login_f =  -1;
	
void *func(void *arg)
{
	int len;
	char buf[64]={0};
	
	while(1)
	{
		if(login_f != 1)
		{
			continue;
		}	
	
		len = read(sockfd,buf,sizeof(buf));
		if(len<=0)
		{
			close(sockfd);
			return;
		}
		buf[len]='\0';
		
		printf("%s\n",buf);		
	}	
}
void broadcast(int fd)
{

}
void private(int fd)
{

}
void list_online_user(sockfd)
{

}
int  registe(int fd)
{
	struct protocol msg,msgback;

	msg.cmd = REGISTE;	
	printf("input your name\n");	
	scanf("%s",msg.name);
	printf("input your passwd\n");	
	scanf("%s",msg.data);

	write(sockfd,&msg,sizeof(msg));
	read(sockfd,&msgback,sizeof(msgback));
	if(msgback.state != OP_OK)
	{
		printf("Name had exist,try again!\n");	
		getchar();
		getchar();
		return -1;
	}else{
		printf("Regist success!\n");
		getchar();
		getchar();
		return 0  ;
	}
}
int login(int fd)
{
	struct protocol msg,msgback;

	msg.cmd = LOGIN;	
	printf("input your name\n");	
	scanf("%s",msg.name);
	printf("input your passwd\n");	
	scanf("%s",msg.data);

	write(sockfd,&msg,sizeof(msg));
	read(sockfd,&msgback,sizeof(msgback));
	if(msgback.state != OP_OK)
	{
		printf("Name had exist,try again!\n");
		getchar();
		getchar();
		login_f = -1;
		return NAME_PWD_NMATCH;
	}else{
		printf("Login success!\n");
		getchar();
		getchar();
		login_f = 1;
		return OP_OK  ;
	}
}
int logout(int fd)
{
	close(fd);
	login_f = -1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
	int    sel;
	int ret; 
	int min_sel,max_sel;
	int portnumber;
	
	struct protocol msg;
	
	
	if(argc<3)
	{
		printf("cmd: %s ip portnumber\n",argv[0]);
		return;
	}
	//argv2 存放的是端口號 ，讀取該端口，轉換成整型變量
	if((portnumber=atoi(argv[2]))<0)
	{
		fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	sockfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);	
	if(sockfd<0)
	{
		perror("socket() fail\n");
		return;
	}
	
	server_addr.sin_family =  PF_INET;	
	server_addr.sin_port   =  htons(portnumber);
	server_addr.sin_addr.s_addr   =  inet_addr(argv[1]);
	
	addrlen = sizeof(struct sockaddr_in);
	
	connect(sockfd,(struct sockaddr* )&server_addr,addrlen);
	pthread_create(&pid, NULL,func, NULL);		
	while(1)
	{
		//getchar();
		system("clear");
		if(login_f == -1){
			printf("\t 1 注冊\n");
			printf("\t 2 登錄\n");
		}else if(login_f == 1){
			printf("\t 3 公聊\n");
			printf("\t 4 私聊\n");
			printf("\t 5 在線列表\n");						
		}	
		printf("\t 0 退出\n");
		
		
		fflush(stdin);
		scanf("%d",&sel);
		if(sel == 0)
		{
			break;
		}
		if(login_f == 1)
		{
			min_sel = 3;
			max_sel = 5;
		}else if(login_f == -1){
			min_sel = 1;
			max_sel = 2;
		}
		
		if(sel<min_sel || sel > max_sel)
		{
			printf("Valid choice ,try again\n");
			continue;
		}
		switch(sel)
		{
			case 1:
				registe(sockfd);
				break;
			case 2:
				ret = login(sockfd);
				break;
			case 3:
				broadcast(sockfd);
				break;
			case 4:
				private(sockfd);
				break;
			case 5:
				list_online_user(sockfd);	
			case 0:
				logout(sockfd);
				break;
			default:
				break;
		}
		if(sel == 0)
		{
			exit(0);
		}
	}
}

server.c

/*********************************************
           公眾號:一口Linux
*********************************************/
#include "chat.h"

struct ONLINE online[MAX_USER_NUM];


void del_user_online(int index)
{
	int i;
	char buf[128]={0};

	if(index <0)
	{
		return;
	}
	online[index].fd = -1;
	sprintf(buf,"%s offline\n",online[index].name);
	//通知所有客戶端，某個用戶下線了
	for(i=0;i<MAX_USER_NUM;i++)
	{
		if(online[i].fd == -1)
		{
			continue;
		}
		write(online[i].fd,buf,strlen(buf));	
	}	
	
	
	return;
}
int add_user(int sockfd,struct protocol*msg)
{
	int i,index = -1;
	char buf[128]={0};
	
	for(i=0;i<64;i++)//添加到在線用戶列表
	{
		if(online[i].flage == -1)
		{
			online[i].flage= 1;
			strcpy(online[i].name,msg->name);
			strcpy(online[i].passwd,msg->data);
			printf("regist %s to %d \n",msg->name,i);
			index = i;
			return index;
		}		
	}
	return index;
}
void broadcast(int index,struct protocol*msg)
{

}
int find_dest_user_online(int sockfd,int *index,struct protocol*msg)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<MAX_USER_NUM;i++)
	{
	//this pos not use
		if(online[i].flage== -1)
		{
			continue;			
		}
		
		if((strcmp(msg->name,online[i].name)==0)&&(strcmp(msg->data,online[i].passwd)==0))
		{
			if(online[i].fd == -1)
			{
				online[i].fd = sockfd;
				*index = i ;
				return OP_OK;
			}else{
				//user had loged
				printf("%s had login\n",online[i].name);
				return USER_LOGED;
			}
					
		}
	}
	return NAME_PWD_NMATCH;
}
int find_dest_user(char *name)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<MAX_USER_NUM;i++)
	{
	
		if(online[i].flage == -1)
		{
			continue;			
		}
		
		if(strcmp(name,online[i].name)==0)
		{
			return i;			
		}
	}
	return -1;
}

void private(int index,struct protocol*msg)
{

}
void list_online_user(int index)
{

}

void registe(int sockfd,int *index,struct protocol*msg)
{
	int dest_index;
	char buf[128];
	struct protocol msg_back;

	msg_back.cmd = REGISTE;	
	//找到那個人
	dest_index = find_dest_user(msg->name);

	if(dest_index == -1)
	{	// this user can registe
		*index = add_user(sockfd,msg);
		
		online[*index].flage = 1;
		msg_back.state = OP_OK;
		
		printf("user %s regist success!\n",msg->name);
		write(sockfd,&msg_back,sizeof(msg_back));
		
		return;
	}else{
		msg_back.state = NAME_EXIST;
		printf("user %s exist!\n",msg->name);

		write(sockfd,&msg_back,sizeof(msg_back));
		return;
	}	
}
void login(int sockfd,int *index,struct protocol*msg)
{
	int i;
	int ret;
	char buf[128];
	struct protocol msg_back;

	msg_back.cmd = LOGIN;	
	
	//找到那個人
	ret = find_dest_user_online(sockfd,index,msg);
	
	if(ret != OP_OK)
	{
		msg_back.state = ret;
		strcpy(buf,"there is no this user\n");
		printf("user %s login fail!\n",msg->name);
		
		write(sockfd,&msg_back,sizeof(msg_back));
		return;
	}else{
		msg_back.state = OP_OK;
		strcpy(msg_back.data,"login success\n");
		printf("user %s login success!index =%d \n",msg->name,*index);
		write(online[*index].fd,&msg_back,sizeof(msg_back));
	}
	//通知所有客戶端，某個用戶上線了
	sprintf(buf,"%s online\n",online[*index].name);
	
	for(i=0;i<MAX_USER_NUM;i++)
	{
		if(online[i].fd != -1)
		{
			write(online[i].fd,buf,strlen(buf));
		}			
	}
	
}
void *func(void *arg)
{
	int sockfd = *((int*)arg);
	char buf[64];
	int len;
	int index = -1;//該用戶在在線用戶列表的下標
	struct protocol msg;
	
	free(arg);	

	//進入聊天了
	while(1)
	{
		len = read(sockfd,&msg,sizeof(msg));
		if(len<=0)
		{//下線
			printf("%s offline\n",online[index].name);
			//從在線列表中刪除
			del_user_online(index);
			close(sockfd);
			return;
		}
		
		switch(msg.cmd)
		{
			case REGISTE:
				registe(sockfd,&index,&msg);
				break;
			case LOGIN:
				login(sockfd,&index,&msg);
				break;
			case BROADCAST:
				broadcast(index,&msg);
				break;
			case PRIVATE:
				private(index,&msg);
				break;
			case ONLINEUSER:
				list_online_user(index);
				break;
			default:
				break;
		}
		
	}	
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int lsfd,newfd;
	int addrLen,cliaddrlen;
	struct sockaddr_in   my_addr; 
	struct sockaddr_in   cli_adr;	
	char buf[64]="xuezhiqian fuhele\n";
	pthread_t pid;
	int *arg;
	int i;
	int portnumber;
	
	if(argc<2)
	{
		printf("cmd: %s  portnumber\n",argv[0]);
		return;
	}
/*¶˿ںŲ»¶ԣ¬͋³ö*/
	if((portnumber=atoi(argv[1]))<0)
	{
		fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
		exit(1);
	}	
	lsfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);	
	if(lsfd<0)
	{
		perror("socket() fail\n");
		return;
	}
	bzero(&my_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
	my_addr.sin_family =  PF_INET;	
	my_addr.sin_port   =  htons(portnumber);
	my_addr.sin_addr.s_addr   =  htonl(INADDR_ANY);
	addrLen = sizeof(struct sockaddr_in);
	
	if(bind(lsfd,(struct sockaddr* )&my_addr ,addrLen)<0)
	{
		perror("bind() fail\n");
		return;		
	}
	
	listen(lsfd,5);
	cliaddrlen = sizeof(struct sockaddr_in);
	
	for(i=0;i<64;i++)
	{
		online[i].fd = -1;
		online[i].flage= -1;
	}
	while(1)
	{
		newfd = accept(lsfd,(struct sockaddr *)&cli_adr,&cliaddrlen);
		printf("client:ip:%s   port:%d  \n",
			inet_ntoa(cli_adr.sin_addr),cli_adr.sin_port);
				
		arg = malloc(sizeof(int));
		*arg = newfd;//必須搞清楚為什么要申請內存
		
        	pthread_create(&pid,NULL,func, (void*)arg);	
	}
	close(newfd);
	close(lsfd);
}

截圖

客戶端1注冊

用戶名：yikoulinux
密 碼： qqqq
客戶端log
在這里插入圖片描述服務器log
在這里插入圖片描述

客戶端2注冊

用戶名：yikoupeng
密 碼： qqqq
服務器/客戶端log在這里插入圖片描述

客戶端1登錄

登錄log

在這里插入圖片描述按下回車，客戶端會隱藏登錄、注冊的菜單，並顯示公聊、私聊、在線列表的菜單。如下圖所示：

在這里插入圖片描述

客戶端2登錄

登錄log

在這里插入圖片描述
備注：

  1. 本篇只介紹登陸注冊功能的實現；
  2. 因為本文只討論功能的實現，對於很多異常出錯的操作並沒有全部完善；
  3. 在線用戶的信息應該保存到數據庫中【比如sqlite】，本篇為了便於讀者理解，暫時用數組替代；
  4. 注冊登錄沒有實現密碼的二次校驗和隱式輸入。


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