基於Linux的TCP網絡聊天室

1.實驗項目名稱：基於Linux的TCP網絡聊天室

2.實驗目的：通過TCP完成多用戶群聊和私聊功能。

3.實驗過程：

         通過socket建立用戶連接並傳送用戶輸入的信息，分別來寫客戶端和服務器端，利用多線程來實現多用戶模式，服務器端隨時准備接收客戶端發送的消息，並判斷該消息類型（私聊或群聊）來進行對應的轉發工作，客戶端隨時接受來自服務器端的消息，從而實現消息的同步。

（1）開啟服務器。

 

（2）開啟客戶端，輸入用戶昵稱，客戶端開始與服務器建立連接。

 

（3）群聊功能，一名用戶發送消息，聊天室的其他成員均可收到此消息。

 

 

（4）私聊功能，一位用戶@其他用戶，則此消息只有被@的用戶可以收到。

 

 

用戶的信息借助結構體來存放，群聊功能通過遍歷結構體，把消息發送給每一名用戶，私聊功能通過對用戶所發消息進行判斷，若消息中存在@其他用戶則把該消息私發給指定用戶。

另外，私聊功能函數可以進行對各種@操作的判斷，如用戶所@的人不存在，則把此消息作為群消息發出，@其他用戶后沒有添加空格，則把此消息視為群發消息。

 

源碼：

頭文件

//header.h
#ifndef _A_H
#define _A_H
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/socket.h> 
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>
struct client{
    char name[30];    //客戶端名字 
    int fds;        //客戶端socket描述符 
};
struct client c[100]={0};//接收客戶端100個 
int in;            //數組下標 
char *IP ="127.0.0.1"; //ip
short PORT=10222;
char NAME[20]={};    //@的名字 
int FLAG=0;        //標記是群發還是私聊 
#endif

服務器端

//tcp_s.c
#include "header.h"
int sockfd;            //服務器socket 
char tempName[20]={};
//初始化服務器網絡
void init(){
    printf("start chat room...");
    sockfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd == -1){
        perror("create socket false\n");
        exit(-1);
    }
    struct sockaddr_in addr;    //網絡通信地址結構 
    addr.sin_family = PF_INET;    //協議簇 
    addr.sin_port = htons(PORT);    //端口
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);    //IP地址
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) == -1){
        perror("bind false\n");
        exit(-1);
    } 
    if(listen(sockfd,100) == -1){
        perror("Setup listening failed\n");
        exit(-1); 
    }
    printf("Server initialization succeeded!\n");
} 

分發消息

void SendMessage(char *msg){
    int flag=0;        //標記@符號是否為私聊 
    int exit=0;        //比較@的用戶是否存在 
    int i=0,j=0;
    while(msg[i]!=':'){
        if(i>=strlen(msg))
            break;
        i++;
    }                        //找到@符號位置 
    if(msg[i+1] == '@'){
        i++;
        while(msg[i]!=32){
            if(i>=strlen(msg)){        //@符號不是私聊作用 
                flag=1;
                break;
            }                
            NAME[j]=msg[i+1];
            i++;
            j++;
        }
        if(flag){        //群發 
            for(i=0;i<in;i++){
                printf("send to %d\n",c[i].fds);
                send(c[i].fds,msg,strlen(msg),0);
            }        
        }
        else{            //私發 
            for(i=0;i<in;i++){
                int k=0;
                for(k=0;k<strlen(NAME)-1;k++){
                    tempName[k]=NAME[k];
                }                
                if(strcmp(c[i].name,tempName)==0){                
                    send(c[i].fds,msg,strlen(msg),0);
                    exit=1;  
                    break;    
                }        
            }
        }
    } 
    else{ 
        exit = 1;
        for(i=0;i<in;i++){
            printf("send to %d\n",c[i].fds);
            send(c[i].fds,msg,strlen(msg),0);
        }
    }    
    if(exit == 0){
        for(i=0;i<in;i++){
            printf("send to %d\n",c[i].fds);
            send(c[i].fds,msg,strlen(msg),0);
        }
    }    
}

線程函數中進行通信/接收客戶端消息，分發給所有客戶端 

void *server_thread(void *p){
    char name[30]={};
    if(recv(c[in].fds,name,sizeof(name),0)>0){
        name[strlen(name)]='\0';
        strcpy(c[in].name,name);
    }
    in++;
    char tip[100]={}; 
    sprintf(tip,"%s join in the chat room\n",c[in-1].name);
    SendMessage(tip);
    int fd = *(int*)p;
    printf("pthread = %d\n",fd);
    while(1){
        char buf[100]={};
        if(recv(fd,buf,sizeof(buf),0) == 0){
            //表示退出連接 
            printf("fd = %d left the chat room\n",fd);
            int i,j;
            char name[20]={};
            int flag = 1;
            for(i=0;i<in;i++){
                if(c[i].fds == fd){
                    strcpy(name,c[i].name);
                    i++;
                    flag = 0;
                }
                if(flag != 1){
                    c[i-1].fds = c[i].fds;
                    strcpy(c[i-1].name,c[i].name);
                }
            }
            c[i].fds = 0;
            strcpy(c[i].name,"");
            in--;
            char msg[100];
            sprintf(msg,"%s left the chat room\n",name);
            SendMessage(msg);
            close(fd);
            break;
        }
        SendMessage(buf); 
    }
}

等待客戶端連接，啟動服務器的服務

void server(){
    printf("Server starts service!\n");
    while(1){
        struct sockaddr_in fromaddr;    //存儲客戶端通信地址 
        socklen_t len = sizeof(fromaddr);
        int fd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&fromaddr,&len);
        if(fd == -1){
            perror("Client connection failed!\n");
            continue;            
        }
        c[in].fds = fd;
        pthread_t pid;
        pthread_create(&pid,0,server_thread,&fd);
    }    
} 
void sig_close(){
    close(sockfd);
    printf("Server close\n");
    exit(0);
}
int main()
{
    signal(SIGINT,sig_close);
    init();
    server();
    return 0;
}

客戶端

//tcp_c.c
#include "header.h" 
char name[30];   //name
int sockfd;        //客戶端socket 
int mutax=0;    //互斥變量 
void init(){
    printf("Client starts\n");
    sockfd =socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family =PF_INET;
    addr.sin_port=htons(PORT);
    addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(IP);
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof (addr))==-1){
        perror("connect failed\n");
        exit(-1);
    }
}  

通信

void start(){
    pthread_t pid;
    void* receive_thread(void*);
    pthread_create(&pid,0,receive_thread,0);
    while(1){
        char buf[100]={};
        gets(buf); 
        char msg[100]={};
        if(mutax){
            mutax=0;
            continue;
        }
        sprintf(msg,"%s said:%s",name,buf);
        send(sockfd,msg,strlen(msg),0);  
}

}
void* receive_thread(void *p){
    while(1){
        char buf[100]={};
        if(recv(sockfd,buf,sizeof(buf),0)<=0){
            break;
        }
        printf("%s\n",buf);
        }
}
void sig_close(){
    close(sockfd);
    exit(0);
}
int main(){
    signal(SIGINT,sig_close);
    printf("Please input your name:");
    scanf("%s",name);
    mutax=1;
    init();
    if(mutax)
        send(sockfd,name,strlen(name),0);
    start();
    return 0;
}