【C語言】網路程式設計之簡單聊天室(socket、tcp)

阿新 • • 發佈：2020-12-19

網路聊天室業務邏輯：

1、客戶端註冊名字
2、告訴所有的線上的客戶端，XXX進入聊天室。
3、新建一個執行緒為該客戶端服務，隨時接收客戶端傳送來的內容。
4、當收到一個客戶端的訊息時，向每個客戶端都轉發一份(群聊)。
5、同時線上人數最多50人。
注意：任何客戶端都應該可以隨時進入退出。

如果對socket、tcp瞭解不透徹的童鞋可以看看：tcp網路知識傳送門、sokect傳送門

注意：ip地址需要填寫自己的IP地址，有自己的伺服器的童鞋可以試用一下自己的雲伺服器，記得改為自己服務的埠
執行：
gcc server.c -oserver

gcc client.c -oclient
先執行server,在執行client(幾個人聊天就可以開幾個client程序)
需要調大群聊人數課調整server.c中的巨集SEM_SIZE(方便測試，我只設定了5個人)；

直接上程式碼

客戶端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> 

#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#define BUF_SIZE (4096)

void* client_read(void* arg)
{
	int cli_fd = *(int*)arg;
	char buf[BUF_SIZE];
	
	//接受資料
	for(;;)
	{
		int recv_size = read(cli_fd,buf,BUF_SIZE);
		if(0 >= recv_size || 0 == strcmp(buf,"quit"))
		{
			printf("已經與伺服器斷開連結\n" 
);
			pthread_exit(NULL);
		}
		printf("%s\n",buf);
	}
}

int main()
{
	//建立socket物件
	printf("建立socket物件...\n");
	int cli_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(0 > cli_fd)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	
	//準備通訊地址(服務端)
	printf("準備通訊地址...\n");
	struct sockaddr_in addr = {};
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons(6789);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.0.2.15");//此處填寫自己的ip地址
	socklen_t addrlen = sizeof(addr);
	
	//連結服務端
	printf("連結服務埠...\n");
	if(connect(cli_fd,(struct sockaddr*)&addr,addrlen))
	{
		perror("connect");
		return -1;
	}
	
	char buf[BUF_SIZE];
	
	read(cli_fd,buf,BUF_SIZE);
	if(NULL == strstr(buf,"連結成功"))
	{
		printf("群聊人已滿，請稍後再來\n");
		close(cli_fd);
		return 0;
	}
	printf("%s\n",buf);
	
	//連結成功，建立客戶端
	pthread_t tid;
	pthread_create(&tid,NULL,client_read,&cli_fd);
	
	//輸入暱稱
	char name[BUF_SIZE] = {};
	printf("請輸入你的暱稱：");
	gets(name);
	write(cli_fd,name,strlen(name)+1);
	
	//傳送資料
	for(;;)
	{
		printf(">>");
		gets(buf);
		
		char msg[BUF_SIZE];
		sprintf(msg,"%s:%s",name,buf);
		
		int send_size = write(cli_fd,msg,strlen(msg)+1);
		if(0 >= send_size || 0 == strcmp(buf,"quit"))
		{
			printf("結束通訊\n");
			close(cli_fd);
			pthread_exit(NULL);
			return 0;
		}
	}
}

服務端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <signal.h>
#define BUF_SIZE (4096)
#define SEM_SIZE (5	)		//群聊上限人數

//訊號量--判斷群聊人數
sem_t sem;
//服務端檔案描述符
int svr_fd;
//儲存群友，多一個是為了當群人滿時，空一個出來接發信息
int cli_fd[SEM_SIZE+1] = {};

//群發函數
void* send_all(char* buf)
{
	for(int i=0; i<SEM_SIZE; i++)
	{
		//若值為-1，則沒有此群友，表示已經退出或未被佔有
		if(-1 != cli_fd[i])
		{
			printf("%s\n",buf);
			printf("send to %d\n",cli_fd[i]);
			write(cli_fd[i],buf,strlen(buf)+1);
		}
	}
}


//服務端接收函式
void* server(void* arg)
{
	int fd = *(int*)arg;
	char buf[BUF_SIZE];
	char name[BUF_SIZE],ts[BUF_SIZE];
	
	//獲取暱稱
	read(fd,name,sizeof(name));
	sprintf(ts,"熱烈歡迎 %s 進入群聊",name);
	send_all(ts);
	
	for(;;)
	{
		//接收資訊
		int recv_size = read(fd,buf,sizeof(buf));
		//收到退出資訊
		if(0 >= recv || NULL != strstr(buf,"quit"))
		{

			sprintf(ts,"歡送 %s 離開群聊\n",name);
			int index = 0;
			//找到要退出的那個人，並將其置為-1
			for(; index < SEM_SIZE; index++)
			{
				if(cli_fd[index] == fd)
				{
					cli_fd[index] = -1;
					break;
				}
			}
			send_all(ts);
			
			//群友退出，訊號量+1
			int n;
			sem_post(&sem);
			sem_getvalue(&sem,&n);
			
			printf("%s 離開群聊,群聊還剩%d人\n",name,SEM_SIZE-n);
			strcpy(buf,"quit");
			write(fd,buf,strlen(buf)+1);
			close(fd);
			pthread_exit(NULL);
		}
		send_all(buf);
	}
}

void sigint(int signum)
{
	close(svr_fd);
	sem_destroy(&sem);
	printf("伺服器關閉\n");
	exit(0);
}

int main()
{
	signal(SIGINT,sigint);
	//初始化訊號量，群聊上限SEM_SIZE人
	sem_init(&sem,0,SEM_SIZE);
	
	//建立socket物件
	printf("建立socket物件...\n");
	svr_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(0 > svr_fd)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	
	//準備通訊地址(自己)
	printf("準備通訊地址...\n");
	struct sockaddr_in addr = {};
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons(6789);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.0.2.15");
	socklen_t addrlen = sizeof(addr);
	
	//繫結socket物件與地址
	printf("繫結socket物件與地址...\n");
	if(bind(svr_fd,(struct sockaddr*)&addr,addrlen))
	{
		perror("bind");
		return -1;
	}
	
	//設定監聽和排除數量
	printf("設定監聽");
	if(listen(svr_fd,10))
	{
		perror("listen");
		return -1;
	}
	
	printf("等待客戶端連結...\n");
	//將初始值置全為-1，表示該聊天位置沒有人佔領
	memset(cli_fd,-1,sizeof(cli_fd));
	for(;;)
	{
		int sem_num;
		sem_getvalue(&sem,&sem_num);
		
		//找到沒有人佔領的聊天位
		int index = 0;
		while(-1 != cli_fd[index]) index++;
		cli_fd[index] = accept(svr_fd,(struct sockaddr*)&addr,&addrlen);
		
		if(0 > cli_fd[index])
		{
			perror("accept");
			return -1;
		}
		
		char buf[BUF_SIZE];
		if(0 >= sem_num)
		{
			printf("人數已滿，%d號客戶端連結失敗\n",cli_fd[index]);
			sprintf(buf,"人數已滿，客戶端連結失敗");
			write(cli_fd[index],buf,strlen(buf)+1);
			close(cli_fd[index]);
			cli_fd[index] = -1;
		}
		else
		{
			sem_trywait(&sem);
			sem_getvalue(&sem,&sem_num);
			char msg[BUF_SIZE] = {};
			printf("%d號客戶端連結成功,當前聊天人數%d人\n",cli_fd[index],SEM_SIZE-sem_num);
			sprintf(msg,"客戶端連結成功,當前聊天人數%d人\n",SEM_SIZE-sem_num);
			write(cli_fd[index],msg,strlen(msg)+1);
			
			//建立執行緒客戶端
			pthread_t tid;
			pthread_create(&tid,NULL,server,&cli_fd[index]);
		}
	}
}