基于UDP的网络聊天室

47不乖2023-12-01 19:25

项目需求：

  1. 如果有用户登录，其他用户可以收到这个人的登录信息
  2. 如果有人发送信息，其他用户可以收到这个人的群聊信息
  3. 如果有人下线，其他用户可以收到这个人的下线信息
  4. 服务器可以发送系统信息

服务器：

#include <myhead.h>

//定义存储信息结构体
typedef struct _MSG
{
	char code;  //操作码：'L'表示登录   'C表示群聊   'Q'表示退出
	char name[20];  
	char txt[256];
 
}msg_t;
 
//定义保存客户端网络信息的链表
typedef struct _ADDR
{
	struct sockaddr_in cin;
	struct _ADDR* next;
}addrlist_t;
 
//登录操作的函数
void do_login(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{
	//先遍历链表 将新用户加入群聊的消息发送给所有客户端
	addrlist_t* tmp = addr;  //记录链表头结点
	while(tmp->next != NULL)
	{
		tmp = tmp->next;
		if(sendto(sfd, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(tmp->cin),sizeof(tmp->cin)) == -1)
		{
			perror("sendto error");
			return;
		}
	}
	//将新用户的网络信息结构体头插入链表
	addrlist_t* pnew = NULL;
	if((pnew = (addrlist_t*)malloc(sizeof(addrlist_t)))==NULL){
		printf("malloc error\n");
		return;
	}
	pnew->cin = cin;
	pnew->next = addr->next;
	addr->next = pnew;
	printf("--%s已上线--\n",msg.name);
	return;
}
 
//群聊操作函数
void do_chat(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{
	//遍历链表，将群聊消息发给除自己以外的其他客户端
	addrlist_t* ptmp = addr;
	while(ptmp->next != NULL)
	{
		ptmp = ptmp->next;
		if(memcmp(&cin, &(ptmp->cin), sizeof(cin))){
			//判断哪个客户发的信息
			if(sendto(sfd, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(ptmp->cin),sizeof(ptmp->cin)) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return;
			}
		}
	}
	return;
}
 
//退出操作的函数
void do_quit(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{

	addrlist_t* ptmp = addr;
	addrlist_t* del = NULL;
	while(ptmp->next != NULL)
	{
		if(memcmp(&(ptmp->next->cin), &cin, sizeof(cin)))
		{
			//判断是否是其他客户发送的消息
			ptmp = ptmp->next;
			if((sendto(sfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr*)&(ptmp->cin),sizeof(ptmp->cin))) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return;
			}
		}else
		{
			del = ptmp->next;
			ptmp->next = del->next;
			free(del);
			del=NULL;
		}
	}
	printf("--%s已下线--\n",msg.name);
	return;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	if(argc != 3){   //输入ip地址及端口号,进行判断
		printf("input error\n");
		printf("usage: %s <IP> <PORT>\n",argv[0]);
		return -1;
	}
 
	//定义用于接收等待套接字
	int sfd;
	if((sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) == -1)
	{
		perror("socket error");
		return -1;
	}
	printf("socket sfd success\n");
 
	//设置端口号快速重用
	int reuse = 1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1){
		perror("setsockopt error");
		return -1;
	}
	//绑定
	//填充服务器信息结构体
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port   = htons(atoi(argv[2]));
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	socklen_t seraddr_len = sizeof(sin);
 
	if((bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, seraddr_len)) == -1)
	{
		perror("bind error");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");
	//定义客户端网络信息结构体
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t cliaddr_len = sizeof(cin);

	msg_t msg;  //定义接收信息的变量msg
	
	pid_t pid;  //进程号
	pid = fork();  //创建多进程
	if(pid < 0){
		perror("fork error");
		return -1;
	}else if(pid == 0)
	{   
		//子进程，用来收发数据
		//创建保存客户端信息的链表头结点
		addrlist_t* addr;
		if((addr = (addrlist_t*)malloc(sizeof(addrlist_t)))==NULL)
		{
			printf("malloc error\n");
			return -1;
		}
		bzero(addr,  sizeof(addr));
		addr->next = NULL;
 
		while(1)
		{  //循环收发数据
			bzero(&msg,sizeof(msg));  //每次接收新用户数据清空
			bzero(&cin,sizeof(cin)); 
			//接收客户端发送的消息，存放在msg中
			if((recvfrom(sfd, &msg,sizeof(msg), 0,(struct sockaddr*)&cin, &cliaddr_len)) == -1)
			{
				perror("recvfrom error");
				return -1;
			}
			switch(msg.code){  //判断消息中的操作码，根据操作码执行对应操作
				case 'L':   //登录操作
					do_login(sfd,msg,addr,cin);
					break;
				case 'C':   //群聊操作
					do_chat(sfd,msg,addr,cin);
					break;
				case 'Q':   //退出操作
					do_quit(sfd,msg,addr,cin);
					break;
			}
		}
		exit(0);
	}else{
		//父进程，用来发送系统消息
		//向子进程发送群聊消息
		strcpy(msg.name, "系统消息");
		msg.code = 'C';
		while(1)
		{
			bzero(msg.txt,sizeof(msg.txt));
			fgets(msg.txt, 256,stdin);  //终端获取接收消息
			msg.txt[strlen(msg.txt)-1] = '\0';
			if((sendto(sfd,&msg,sizeof(msg),0 ,(struct sockaddr*)&sin,seraddr_len)) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return -1;
			}
		}
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

客户端：

#include <myhead.h>

//定义存储信息结构体
typedef struct _MSG
{
	char code;  //操作码：'L'表示登录   'C表示群聊   'Q'表示退出
	char name[20];  
	char txt[256];
 
}msg_t;
 
//定义保存客户端网络信息的链表
typedef struct _ADDR
{
	struct sockaddr_in cin;
	struct _ADDR* next;
}addrlist_t;
 
//登录操作的函数
void do_login(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{
	//先遍历链表 将新用户加入群聊的消息发送给所有客户端
	addrlist_t* tmp = addr;  //记录链表头结点
	while(tmp->next != NULL)
	{
		tmp = tmp->next;
		if(sendto(sfd, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(tmp->cin),sizeof(tmp->cin)) == -1)
		{
			perror("sendto error");
			return;
		}
	}
	//将新用户的网络信息结构体头插入链表
	addrlist_t* pnew = NULL;
	if((pnew = (addrlist_t*)malloc(sizeof(addrlist_t)))==NULL){
		printf("malloc error\n");
		return;
	}
	pnew->cin = cin;
	pnew->next = addr->next;
	addr->next = pnew;
	printf("--%s已上线--\n",msg.name);
	return;
}
 
//群聊操作函数
void do_chat(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{
	//遍历链表，将群聊消息发给除自己以外的其他客户端
	addrlist_t* ptmp = addr;
	while(ptmp->next != NULL)
	{
		ptmp = ptmp->next;
		if(memcmp(&cin, &(ptmp->cin), sizeof(cin))){
			//判断哪个客户发的信息
			if(sendto(sfd, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(ptmp->cin),sizeof(ptmp->cin)) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return;
			}
		}
	}
	return;
}
 
//退出操作的函数
void do_quit(int sfd,msg_t msg,addrlist_t*addr,struct sockaddr_in cin)
{

	addrlist_t* ptmp = addr;
	addrlist_t* del = NULL;
	while(ptmp->next != NULL)
	{
		if(memcmp(&(ptmp->next->cin), &cin, sizeof(cin)))
		{
			//判断是否是其他客户发送的消息
			ptmp = ptmp->next;
			if((sendto(sfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr*)&(ptmp->cin),sizeof(ptmp->cin))) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return;
			}
		}else
		{
			del = ptmp->next;
			ptmp->next = del->next;
			free(del);
			del=NULL;
		}
	}
	printf("--%s已下线--\n",msg.name);
	return;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	if(argc != 3){   //输入ip地址及端口号,进行判断
		printf("input error\n");
		printf("usage: %s <IP> <PORT>\n",argv[0]);
		return -1;
	}
 
	//定义用于接收等待套接字
	int sfd;
	if((sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) == -1)
	{
		perror("socket error");
		return -1;
	}
	printf("socket sfd success\n");
 
	//设置端口号快速重用
	int reuse = 1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1){
		perror("setsockopt error");
		return -1;
	}
	//绑定
	//填充服务器信息结构体
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port   = htons(atoi(argv[2]));
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	socklen_t seraddr_len = sizeof(sin);
 
	if((bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, seraddr_len)) == -1)
	{
		perror("bind error");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");
	//定义客户端网络信息结构体
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t cliaddr_len = sizeof(cin);

	msg_t msg;  //定义接收信息的变量msg
	
	pid_t pid;  //进程号
	pid = fork();  //创建多进程
	if(pid < 0){
		perror("fork error");
		return -1;
	}else if(pid == 0)
	{   
		//子进程，用来收发数据
		//创建保存客户端信息的链表头结点
		addrlist_t* addr;
		if((addr = (addrlist_t*)malloc(sizeof(addrlist_t)))==NULL)
		{
			printf("malloc error\n");
			return -1;
		}
		bzero(addr,  sizeof(addr));
		addr->next = NULL;
 
		while(1)
		{  //循环收发数据
			bzero(&msg,sizeof(msg));  //每次接收新用户数据清空
			bzero(&cin,sizeof(cin)); 
			//接收客户端发送的消息，存放在msg中
			if((recvfrom(sfd, &msg,sizeof(msg), 0,(struct sockaddr*)&cin, &cliaddr_len)) == -1)
			{
				perror("recvfrom error");
				return -1;
			}
			switch(msg.code){  //判断消息中的操作码，根据操作码执行对应操作
				case 'L':   //登录操作
					do_login(sfd,msg,addr,cin);
					break;
				case 'C':   //群聊操作
					do_chat(sfd,msg,addr,cin);
					break;
				case 'Q':   //退出操作
					do_quit(sfd,msg,addr,cin);
					break;
			}
		}
		exit(0);
	}else{
		//父进程，用来发送系统消息
		//向子进程发送群聊消息
		strcpy(msg.name, "系统消息");
		msg.code = 'C';
		while(1)
		{
			bzero(msg.txt,sizeof(msg.txt));
			fgets(msg.txt, 256,stdin);  //终端获取接收消息
			msg.txt[strlen(msg.txt)-1] = '\0';
			if((sendto(sfd,&msg,sizeof(msg),0 ,(struct sockaddr*)&sin,seraddr_len)) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return -1;
			}
		}
	}
	close(sfd);
	return 0;
}
ubuntu@ubuntu:test$ ^C
ubuntu@ubuntu:test$ cat cli.c
#include <myhead.h>

typedef struct _MSG
{
	char code;      //'L'表示登录  'C'表示群聊 'Q'表示退出群聊
	char name[20];
	char txt[256];
}msg_t;   //定义消息结构体类型
 
int main(int argc, const char *argv[])
{
	if(3 != argc)
	{  
		printf("input error!\n");
		printf("usage:%s <IP> <PORT>\n", argv[0]);
		return -1;
	}
 
	//定义通信的套接字
	int sfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	if(-1 == sfd)
	{
		perror("sockfd error");
		return -1;
	}
	
	//定义服务器地址信息结构体
	struct sockaddr_in sin;
	memset(&sin, 0,sizeof(sin));
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port   = htons(atoi(argv[2]));
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	socklen_t seraddr_len = sizeof(sin);
 
	msg_t msg;
	memset(&msg,0,sizeof(msg));

	//输入用户名
	printf("请输入用户名:");
	fgets(msg.name,45,stdin);
	msg.name[strlen(msg.name)-1] = '\0';
	msg.code = 'L';
	strcpy(msg.txt,"加入群聊");
	//给服务器发送登录信息
	if(sendto(sfd,&msg,sizeof(msg),0,(struct sockaddr*)&sin,seraddr_len) == -1)
	{
		perror("sendto error");
		return -1;
	}
 
	//定义父子进程并创建
	pid_t pid = 0;
	pid = fork();
	if(pid < 0)
	{
		printf("fork error\n");
		return -1;
	}else if(pid == 0)
	{
		//子进程，循环接收并打印接收的数据
		while(1){
			if(recvfrom(sfd,&msg,sizeof(msg),0,NULL,NULL) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return -1;
			}
			//打印收到的数据
			printf("[%s]:%s\n",msg.name, msg.txt);
		}
	}else{   //父进程循环接收终端数据并发送给客户端
		while(1){
			bzero(msg.txt,sizeof(msg.txt));
			fgets(msg.txt,128,stdin);  //终端获取聊天消息
			msg.txt[strlen(msg.txt)-1] = '\0';
			if(strcmp(msg.txt, "quit") == 0)
			{
				msg.code = 'Q';
				strcpy(msg.txt, "退出群聊");
			}else{
				msg.code = 'C';
			}
			if(sendto(sfd,&msg,sizeof(msg), 0,(struct sockaddr*)&sin,seraddr_len) == -1)
			{
				perror("sendto error");
				return -1;
			}
			if(strcmp(msg.txt, "退出群聊") == 0){
				break;
			}
		}
		kill(pid,SIGKILL); //杀死子进程
		wait(NULL);  //等待回收子进程资源
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

头文件：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <signal.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <poll.h>
#include <sqlite3.h>
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