网络聊天室

代码大魔王ㅤ2023-08-23 15:03

一、项目要求

利用UDP协议，实现一套聊天室软件。服务器端记录客户端的地址，客户端发送消息后，服务器群发给各个客户端软件。

问题思考

  • 客户端会不会知道其它客户端地址？

UDP客户端不会直接互连，所以不会获知其它客户端地址，所有客户端地址存储在服务器端。

  • 有几种消息类型？
  • 登录 ：服务器存储新的客户端的地址。把某个客户端登录的消息发给其它客户端。
  • 聊天 ：服务器只需要把某个客户端的聊天消息转发给所有其它客户端。
  • 退出 ：服务器删除退出客户端的地址，并把退出消息发送给其它客户端。
  • 服务器如何存储客户端的地址？

数据结构可以选择线性数据结构

链表节点结构体：

struct node{

struct sockaddr_in addr;//data memcmp

struct node *next;

};

消息对应的结构体(同一个协议)

typedef struct msg_t

{

int type;//'L' C Q enum un{login,chat,quit};

char name[32];//用户名

char text[128];//消息正文

}MSG_t;

int memcmp(void *s1,void *s2,int size)

  • 客户端如何同时处理发送和接收？

客户端不仅需要读取服务器消息，而且需要发送消息。读取需要调用recvfrom，发送需要先调用gets，两个都是阻塞函数。所以必须使用多任务来同时处理，可以使用多进程或者多线程来处理。

二、程序流程图

服务器端

​

客户端

​三、代码实现

server.c代码部分：

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>      
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> 
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include<dirent.h>
#include<sys/stat.h>
#include<signal.h>
#include <pthread.h>

struct sockaddr_in serveraddr,caddr;
enum type_t//枚举
{
    Login,
    Chat,
    Quit,
};
typedef struct MSG
{
    char type;//L C Q
    char name[32];//
    char text[128];//
}msg_t;

typedef struct NODE//链表
{
    struct sockaddr_in caddr;
    struct NODE *next;
}node_t;

node_t *create_node(void)//建头节点
{
    node_t *p=(node_t *)malloc(sizeof(node_t));
    if(p==NULL)
    {
        perror("malloc err");
        return NULL;
    }
    p->next=NULL;
    return p;

}
void do_login(int ,msg_t ,node_t *,struct sockaddr_in);//登录的函数
void do_chat(int ,msg_t ,node_t *,struct sockaddr_in);//群聊的函数
void do_quit(int ,msg_t ,node_t *,struct sockaddr_in);//退出函数
int main(int argc, char const *argv[])
{
    if(argc !=3)
    {
        printf("Usage:./a.out <port>\n");
        return -1;
    }
    //创建UDP套接字
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket err");
        exit(-1);
    }
    //填充服务器网络信息结构体
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    socklen_t len = sizeof(caddr);
    //定义保存客户端网络信息的结构体
    //绑定套接字和服务器网络信息的结构体
    bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr));
    printf("bind ok!\n");
    msg_t msg;
    node_t *p=create_node();
    while(1)
   {
        if(recvfrom(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&caddr,&len)<0)
        {
            perror("recvfrom err");
            return -1;
        }
            if(msg.type==Login)
        {
            strcpy(msg.text,"以上线");
            printf("ip:%s pord:%d name:%s\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port),msg.name);
            printf("状态:%s\n",msg.text);
            do_login(sockfd,msg,p,caddr);
        }
            else if(msg.type==Chat)
        {
            do_chat(sockfd,msg,p,caddr);    
        }
        else if(msg.type==Quit)
        {
            strcpy(msg.text,"以下线");
            printf("ip:%s pord:%d name:%s\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port),msg.name);
            printf("状态:%s\n",msg.text);
            do_quit(sockfd,msg,p,caddr);        
        }
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}
//登录的函数
//功能：
//1》将新登录的用户转发给所有已经登录的用户（遍历链表发送谁登录的消息）
//2》创建新节点来保存新登录用户的信息，链接到链表尾就可以
void do_login(int sockfd,msg_t msg,node_t *p,struct sockaddr_in caddr)
{
    
    sprintf(msg.text,"%s 以上线",msg.name);
    while(p->next != NULL)
    {
        p= p->next;
        sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&(p->caddr),sizeof(p->caddr));
        //printf("%s\n",msg.text);
    }
    node_t *new=(node_t *)malloc(sizeof(node_t));
    //初始化
    new->caddr=caddr;
    new->next=NULL;
    //链接到链表尾
    p->next=new;
    return;
}
//群聊的函数
//功能：将客户端发来的聊天内容转发给所有已登录的用户，除了发送聊天内容的用户以外
void do_chat(int sockfd,msg_t msg,node_t *p,struct sockaddr_in caddr)
{
    //遍历链表
    while(p->next != NULL)
    {
        p=p->next;
        
        if(memcmp(&(p->caddr),&caddr,sizeof(caddr)) != 0)
        {
           sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&(p->caddr),sizeof(p->caddr));
        }
    }
    return;
}
//退出函数
//功能：
//1》将谁退出的消息转发给i所有用户
//2》将链表中保存这个推出的用户信息的节点删除
void do_quit(int sockfd,msg_t msg,node_t *p,struct sockaddr_in caddr)
{
    sprintf(msg.text,"%s 以下线",msg.name);
    while(p->next != NULL)
    {
        if((memcmp(&(p->next->caddr),&caddr,sizeof(caddr)))==0)
        { 
            node_t *dele=NULL;
            dele = p->next;
            p->next=dele->next;
            free(dele);
            dele=NULL;
        }
      else
      {
          p=p->next;
          sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&(p->caddr),sizeof(p->caddr));
      }  
    }
    return;
}

client.c代码部分：

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>      
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> 
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include<dirent.h>
#include<sys/stat.h>

enum type_t
{
    Login,
    Chat,
    Quit,
};
typedef struct 
{
    char type;//L C Q
    char name[32];//
    char text[128];//
}msg_t;

int main(int argc, char const *argv[])
{
     if(argc !=3)
    {
        printf("Usage ./a.out <ip> <port>\n");
        return -1;
    }
   
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd<0)
    {
        perror("socket err");
        exit(-1);
    }
    struct sockaddr_in serveraddr;
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    socklen_t len = sizeof(serveraddr);
    msg_t msg;
    //先执行登录操作 
    printf("请登录:\n");
    msg.type=Login;
    printf("请输入用户名:");
    fgets(msg.name,32,stdin);
    if(msg.name[strlen(msg.name)-1]=='\n')
       msg.name[strlen(msg.name)-1]='\0';
    //发送登录消息
    if(sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&serveraddr,len)<0)
       {
         perror("sendto err");
         exit(-1);
       }
    pid_t pid=fork();
     if(pid<0)
    {
        perror("fork err");
        exit(-1);
    }
    else if(pid==0)
    {
        while(1)
        {
            if(recvfrom(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,NULL,NULL)<0)
            {
                perror("recvfrom err");
                return -1;
            }
            printf("[%s]:%s\n",msg.name,msg.text);
        } 
    }    
    else 
    {
        while(1)
        {
            fgets(msg.text,sizeof(msg.text),stdin);
            if(msg.text[strlen(msg.text)-1]=='\n')
               msg.text[strlen(msg.text)-1]='\0';
            if(strcmp(msg.text,"quit")==0)
            {
                msg.type=Quit; 
                sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&serveraddr,len);
                kill(pid,SIGKILL);
                wait(NULL);
                exit(-1);
            }else
        {
            msg.type=Chat;
        }
        //发送消息
        sendto(sockfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr *)&serveraddr,len);
        }
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}
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