• Linux C语言 UDP协议实现的网络聊天室


    需求分析

    • 网络协议:UDP
    • 服务器需求:
      1. 需要一个存放用户数据的容器
        • 因为是UDP协议,固采用链表的方式存储
      2. 服务器需要区分用户的操作类型(如:上线,下线,发送消息)
        • 需要解析消息协议区分用户行为
      3. 因为存在多个阻塞IO,需要多进程,多线程,或IO复用实现
        • 本文采用,多线程实现
    • 客户端需求:
      1. 客户端发送的消息,需要带有相应的消息类型
        • 客户端发送的消息需要自定义一个消息头
      2. 能够接收服务器转发消息,并区分出消息发送者

    消息协议及其核心函数

    //消息结构体
    typedef struct msg
    {
    	unsigned short type;
    	unsigned char name[32];
    	unsigned char data[128];
    } Msg;
    
    //登录事件
    int Conn_Event(int server, Msg msg, ClistPtr C, struct sockaddr_in caddr);
    
    //消息事件
    int Data_Event(int server, Msg msg, ClistPtr C, struct sockaddr_in caddr);
    
    //退出事件
    int Close_Event(int server, Msg msg, ClistPtr C, struct sockaddr_in caddr);
    
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    登录事件核心功能实现

    //通过遍历链表的方式将用户上线消息发送给所有其他成员
    while(p->next != NULL)
    {
    	p = p->next;
    	if(sendto(server, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(p->caddr), sizeof(p->caddr)) < 0)
    	{
    		LOG("sendto error");
    		return -1;
    	}
    
    }
    //当遍历结束后将登录用户信息加入链表
    //链表头插
    list_insert_head(C, caddr);
    
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    数据事件核心功能实现

    //遍历链表将用户发送的消息进行群发
    while(C->next != NULL)
    {
    	C = C->next;
    	if(memcmp(&(C->caddr), &caddr, sizeof(caddr)) != 0)
    	{
    		sendto(server, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&(C->caddr), sizeof(C->caddr));
    	}
    }
    
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    断连事件核心功能实现

    if(NULL == C->next)
    {
    	printf("最后一位用户%s已下线\n", msg.name);
    	return 0;
    }
    		
    while(p->next != NULL)
    {
    	//找到断连用户节点的前一个节点,进行节点删除
    	if(memcmp(&(p->next->caddr), &caddr, sizeof(caddr)) == 0)
    	{
    		list_delete(p);
    	}
    	else
    	{
    		p = p->next;
    		if(sendto(server, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&p->caddr, sizeof(p->caddr)) < 0)
    		{
    			LOG("sendto error");
    			return -1;
    		}			
    	}
    }
    
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    服务器函数

    #include "udp_sever.h"
    
    #define LOG(s) printf("[%s] {%s:%d} %s \n", __DATE__, __FILE__, __LINE__, s);
    
    //线程参数结构体
    typedef struct
    {
    	int server;
    	Msg msg;
    	ClistPtr C;
    	struct sockaddr_in caddr;
    	
    } Arg_t;
    
    //线程转发函数
    void* forward(void* arg)
    {
    	int server = ((Arg_t*)arg)->server;
    	Msg msg = ((Arg_t*)arg)->msg;
    	ClistPtr C = ((Arg_t*)arg)->C;
    	struct sockaddr_in caddr = ((Arg_t*)arg)->caddr;
    	
    	Data_Event(server, msg, C, caddr);
    	pthread_exit(NULL);
    }
    
    int main(int argc, char const *argv[])
    {
    	//创建结构体变量
    	struct sockaddr_in saddr = {0};
    
    	ClistPtr C = list_create();
    	if(NULL == C)
    	{
    		LOG("list_creat error");
    		return -1;
    	}
    	
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("please inputs: %s \n", argv[0]);
    		return -1;
    	}
    	
    	int server = 0;
    	if((server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0)
    	{
    		LOG("server socket error");
    		return -1;
    	}
    	
    	saddr.sin_family = AF_INET;
    	saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    	saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    	
    	if(bind(server, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    	{
    		LOG("bind error");
    		return -1;
    	}
    	
    	printf("udp server start success\n");
    	
    	int res = -1;
    	Msg msg;
    	struct sockaddr_in caddr = {0};
    	socklen_t len = sizeof(caddr);
    	pthread_t tid;
    	Arg_t arg;
    	
    	//循环判断接收事件类型
    	while(1)
    	{
    		if((res = recvfrom(server, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&caddr, &len)) < 0)
    		{
    			LOG("recvfrom error");
    			return -1;
    		}
    		switch(msg.type)
    		{
    			//连接事件
    			case EVE_CONN:
    			Conn_Event(server, msg, C, caddr);
    			break;
    			
    			//数据事件
    			case EVE_DATA:
    			arg.server = server;
    			arg.msg = msg;
    			arg.caddr = caddr;
    			arg.C = C;
    		
    			if(pthread_create(&tid, NULL, forward, &arg) < 0)
    			{
    				LOG("pthread_create error");
    				return -1;
    			}
    			pthread_detach(tid);
    			break;
    			
    			//断开事件
    			case EVE_CLOSE:
    			Close_Event(server, msg, C, caddr);
    			break;
    			
    			default:
    			LOG("event error");
    			return -1;
    		}
    	}
    	
    	close(server);
    	
        return 0;
    }
    
    
    
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    客户端函数

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include "udp_sever.h"
    
    #define LOG(s) printf("[%s] {%s:%d} %s\n", __DATE__, __FILE__, __LINE__, s);
    
    //消息结构体
    Msg msg;
    //文件描述符变量
    int sock = 0;
    //远端地址变量
    struct sockaddr_in remote = {0};
    
    void handler(int sig);
    
    int main(int argc, char const *argv[])
    {
    	if(argc != 4)
    	{
    		printf("please inputs: %s    \n", argv[0]);
    		return -1;
    	}
    	
    
        //本机地址变量
        struct sockaddr_in addr = {0};
    	addr.sin_family = AF_INET;
    	addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    	addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    
    
    	//创建select监听队列和副本
    	fd_set reads = {0};
    	fd_set temps = {0};
        
        //创建socket
        sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if( sock == -1 )
        {
           LOG("socket error");
            return -1;
        }
        
    	signal(SIGINT, handler);
    
        //指定一个远端地址
        remote.sin_family = AF_INET;
        remote.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);
        remote.sin_port = htons(atoi(argv[4]));
    	
    	//登录
    	msg.type = EVE_CONN;
    	stpcpy(msg.name, argv[1]);
    	if(sendto(sock, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&remote, sizeof(remote)) < 0)
    	{
    		LOG("connect failed");
    		return -1;
    	}
        
    	printf("connect success\n");
    	
    	FD_ZERO(&reads);
    	FD_SET(sock, &reads);
    	FD_SET(0, &reads);
    
    	Msg rmsg;
    	
        while(1)
        {
    		msg.type = EVE_DATA;
    		temps = reads;
    		//轮询监测收发事件
    		int num = select(sock+1, &temps, NULL, NULL, NULL);
    		
    		if(num > 0)
    		{
    			if(FD_ISSET(0, &temps))
    			{
    				bzero(msg.data, sizeof(msg.data));
    				fgets(msg.data, sizeof(msg.data), stdin);
    				msg.data[strlen(msg.data)-1] = 0;
    				
    				if(sendto(sock, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&remote, sizeof(remote)) < 0)
    				{
    					LOG("sendto error");
    					return -1;
    				}
    			}
    			else
    			{
    				int res = -1;
    				if((res = recvfrom(sock, &(rmsg), sizeof(rmsg), 0, NULL, NULL)) < 0)
    				{
    					LOG("recvfrom error");
    					return -1;
    				}
    				else if(0 == res)
    				{
    					printf("server close \n");
    					return -1;
    				}
    				
    				printf("[%s]: %s\n", rmsg.name, rmsg.data);
    			}	
    		}    
        }
        
        close(sock);
        
        return 0;
    }
    
    void handler(int sig)
    {
    	msg.type = EVE_CLOSE;
    	sendto(sock, &msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr*)&remote, sizeof(remote));
    	
    	exit(-1);
    }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_72847002/article/details/132652983