socket多人聊天程序C語言版(二)
更新時間：2021年06月30日 15:20:37 作者：_acme_
這篇文章主要為大家詳細介紹了socket多人聊天程序C語言版第二篇，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
socket多人聊天程序C語言版(一)地址：
1V1實現(xiàn)了，1V多也就容易了。不過相對于1V1的程序，我經過大改，采用鏈表來動態(tài)管理。這樣效率真的提升不少，至少CPU使用率穩(wěn)穩(wěn)的在20以下，不會飆到100了。用C語言寫這個還是挺費時間的，因為什么功能函數(shù)都要自己寫，不像C++有STL庫可以用，MFC寫就更簡單了，接下來我還會更新MFC版本的多人聊天程序。好了，廢話少說，進入主題。
這個程序要解決的問題如下：
1.CPU使用率飆升問題 –>用鏈表動態(tài)管理
2.用戶自定義聊天，就是想跟誰聊跟誰聊 –> _Client結構體中新增一個ChatName字段，用來表示要和誰聊天，這個字段很重要，因為server轉發(fā)消息的時候就是按照這個字段來轉發(fā)的。
3.中途換人聊天，就是聊著聊著，想和別人聊，而且自己還一樣能接收到其它人發(fā)的消息 –> 這個就要小改客戶端的代碼了，可以在發(fā)送聊天消息之前插入一段代碼，用來切換聊天用戶。具體做法就是，用getch()函數(shù)讀取ESC鍵，如果用戶按了這個鍵，則表示想切換用戶，然后會輸出一行提示，請輸入chat name，就是想要和誰聊天的名字，發(fā)送這個名字過去之前要加一個標識符，表示這個消息是切換聊天用戶消息。然后server接收到這個消息后會判斷第一個字符是不是標識符，第二個字符不能是標識符，則根據這個name來查找當前在線的用戶，然后修改想切換聊天用戶的ChatName為name這個用戶。（可能有點繞，不懂的看代碼就清晰易懂了~）
4.下線后提醒對方 –> 還是老套路，只要send對方不通就當對方下線了。
編寫環(huán)境：WIN10，VS2015
效果圖：
為了方便就不用虛擬機演示了，但是在虛擬機是肯定可以的，應該說只要是局域網，能互相ping通就可以使用這個程序。
Server code：
鏈表頭文件：
#ifndef _CLIENT_LINK_LIST_H_
#define _CLIENT_LINK_LIST_H_
#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>
//客戶端信息結構體
typedef struct _Client
{
SOCKET sClient; //客戶端套接字
char buf[128]; //數(shù)據緩沖區(qū)
char userName[16]; //客戶端用戶名
char IP[20]; //客戶端IP
unsigned short Port; //客戶端端口
UINT_PTR flag; //標記客戶端，用來區(qū)分不同的客戶端
char ChatName[16]; //指定要和哪個客戶端聊天
_Client* next; //指向下一個結點
}Client, *pClient;
/* * function 初始化鏈表 * return 無返回值 */
void Init();
/* * function 獲取頭節(jié)點 * return 返回頭節(jié)點 */
pClient GetHeadNode();
/* * function 添加一個客戶端 * param client表示一個客戶端對象 * return 無返回值 */
void AddClient(pClient client);
/* * function 刪除一個客戶端 * param flag標識一個客戶端對象 * return 返回true表示刪除成功，false表示失敗 */
bool RemoveClient(UINT_PTR flag);
/* * function 根據name查找指定客戶端 * param name是指定客戶端的用戶名 * return 返回一個client表示查找成功，返回INVALID_SOCKET表示無此用戶 */
SOCKET FindClient(char* name);
/* * function 根據SOCKET查找指定客戶端 * param client是指定客戶端的套接字 * return 返回一個pClient表示查找成功，返回NULL表示無此用戶 */
pClient FindClient(SOCKET client);
/* * function 計算客戶端連接數(shù) * param client表示一個客戶端對象 * return 返回連接數(shù) */
int CountCon();
/* * function 清空鏈表 * return 無返回值 */
void ClearClient();
/* * function 檢查連接狀態(tài)并關閉一個連接 * return 返回值 */
void CheckConnection();
/* * function 指定發(fā)送給哪個客戶端 * param FromName，發(fā)信人 * param ToName, 收信人 * param data, 發(fā)送的消息 */
void SendData(char* FromName, char* ToName, char* data);
#endif //_CLIENT_LINK_LIST_H_
鏈表cpp文件：
#include "ClientLinkList.h"
pClient head = (pClient)malloc(sizeof(_Client)); //創(chuàng)建一個頭結點
/* * function 初始化鏈表 * return 無返回值 */
void Init()
{
head->next = NULL;
}
/* * function 獲取頭節(jié)點 * return 返回頭節(jié)點 */
pClient GetHeadNode()
{
return head;
}
/* * function 添加一個客戶端 * param client表示一個客戶端對象 * return 無返回值 */
void AddClient(pClient client)
{
client->next = head->next; //比如：head->1->2,然后添加一個3進來后是
head->next = client; //3->1->2,head->3->1->2
}
/* * function 刪除一個客戶端 * param flag標識一個客戶端對象 * return 返回true表示刪除成功，false表示失敗 */
bool RemoveClient(UINT_PTR flag)
{
//從頭遍歷，一個個比較
pClient pCur = head->next;//pCur指向第一個結點
pClient pPre = head; //pPre指向head
while (pCur)
{
// head->1->2->3->4,要刪除2，則直接讓1->3
if (pCur->flag == flag)
{
pPre->next = pCur->next;
closesocket(pCur->sClient); //關閉套接字
free(pCur); //釋放該結點
return true;
}
pPre = pCur;
pCur = pCur->next;
}
return false;
}
/* * function 查找指定客戶端 * param name是指定客戶端的用戶名 * return 返回socket表示查找成功，返回INVALID_SOCKET表示無此用戶 */
SOCKET FindClient(char* name)
{
//從頭遍歷，一個個比較
pClient pCur = head;
while (pCur = pCur->next)
{
if (strcmp(pCur->userName, name) == 0)
return pCur->sClient;
}
return INVALID_SOCKET;
}
/* * function 根據SOCKET查找指定客戶端 * param client是指定客戶端的套接字 * return 返回一個pClient表示查找成功，返回NULL表示無此用戶 */
pClient FindClient(SOCKET client)
{
//從頭遍歷，一個個比較
pClient pCur = head;
while (pCur = pCur->next)
{
if (pCur->sClient == client)
return pCur;
}
return NULL;
}
/* * function 計算客戶端連接數(shù) * param client表示一個客戶端對象 * return 返回連接數(shù) */
int CountCon()
{
int iCount = 0;
pClient pCur = head;
while (pCur = pCur->next)
iCount++;
return iCount;
}
/* * function 清空鏈表 * return 無返回值 */
void ClearClient()
{
pClient pCur = head->next;
pClient pPre = head;
while (pCur)
{
//head->1->2->3->4,先刪除1，head->2,然后free 1
pClient p = pCur;
pPre->next = p->next;
free(p);
pCur = pPre->next;
}
}
/* * function 檢查連接狀態(tài)并關閉一個連接 * return 返回值 */
void CheckConnection()
{
pClient pclient = GetHeadNode();
while (pclient = pclient->next)
{
if (send(pclient->sClient, "", sizeof(""), 0) == SOCKET_ERROR)
{
if (pclient->sClient != 0)
{
printf("Disconnect from IP: %s,UserName: %s\n", pclient->IP, pclient->userName);
char error[128] = { 0 }; //發(fā)送下線消息給發(fā)消息的人
sprintf(error, "The %s was downline.\n", pclient->userName);
send(FindClient(pclient->ChatName), error, sizeof(error), 0);
closesocket(pclient->sClient); //這里簡單的判斷：若發(fā)送消息失敗，則認為連接中斷(其原因有多種)，關閉該套接字
RemoveClient(pclient->flag);
break;
}
}
}
}
/* * function 指定發(fā)送給哪個客戶端 * param FromName，發(fā)信人 * param ToName, 收信人 * param data, 發(fā)送的消息 */
void SendData(char* FromName, char* ToName, char* data)
{
SOCKET client = FindClient(ToName); //查找是否有此用戶
char error[128] = { 0 };
int ret = 0;
if (client != INVALID_SOCKET && strlen(data) != 0)
{
char buf[128] = { 0 };
sprintf(buf, "%s: %s", FromName, data); //添加發(fā)送消息的用戶名
ret = send(client, buf, sizeof(buf), 0);
}
else//發(fā)送錯誤消息給發(fā)消息的人
{
if(client == INVALID_SOCKET)
sprintf(error, "The %s was downline.\n", ToName);
else
sprintf(error, "Send to %s message not allow empty, Please try again!\n", ToName);
send(FindClient(FromName), error, sizeof(error), 0);
}
if (ret == SOCKET_ERROR)//發(fā)送下線消息給發(fā)消息的人
{
sprintf(error, "The %s was downline.\n", ToName);
send(FindClient(FromName), error, sizeof(error), 0);
}
}
server cpp：
/*
#include <WinSock2.h>
#include <process.h>
#include <stdlib.h>
#include "ClientLinkList.h"
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
SOCKET g_ServerSocket = INVALID_SOCKET; //服務端套接字
SOCKADDR_IN g_ClientAddr = { 0 }; //客戶端地址
int g_iClientAddrLen = sizeof(g_ClientAddr);
typedef struct _Send
{
char FromName[16];
char ToName[16];
char data[128];
}Send,*pSend;
//發(fā)送數(shù)據線程
unsigned __stdcall ThreadSend(void* param)
{
pSend psend = (pSend)param; //轉換為Send類型
SendData(psend->FromName, psend->ToName, psend->data); //發(fā)送數(shù)據
return 0;
}
//接受數(shù)據
unsigned __stdcall ThreadRecv(void* param)
{
int ret = 0;
while (1)
{
pClient pclient = (pClient)param;
if (!pclient)
return 1;
ret = recv(pclient->sClient, pclient->buf, sizeof(pclient->buf), 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
return 1;
if (pclient->buf[0] == '#' && pclient->buf[1] != '#') //#表示用戶要指定另一個用戶進行聊天
{
SOCKET socket = FindClient(&pclient->buf[1]); //驗證一下客戶是否存在
if (socket != INVALID_SOCKET)
{
pClient c = (pClient)malloc(sizeof(_Client));
c = FindClient(socket); //只要改變ChatName,發(fā)送消息的時候就會自動發(fā)給指定的用戶了
memset(pclient->ChatName, 0, sizeof(pclient->ChatName));
memcpy(pclient->ChatName , c->userName,sizeof(pclient->ChatName));
}
else
send(pclient->sClient, "The user have not online or not exits.",64,0);
continue;
}
pSend psend = (pSend)malloc(sizeof(_Send));
//把發(fā)送人的用戶名和接收消息的用戶和消息賦值給結構體，然后當作參數(shù)傳進發(fā)送消息進程中
memcpy(psend->FromName, pclient->userName, sizeof(psend->FromName));
memcpy(psend->ToName, pclient->ChatName, sizeof(psend->ToName));
memcpy(psend->data, pclient->buf, sizeof(psend->data));
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadSend, psend, 0, NULL);
Sleep(200);
}
return 0;
}
//開啟接收消息線程
void StartRecv()
{
pClient pclient = GetHeadNode();
while (pclient = pclient->next)
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadRecv, pclient, 0, NULL);
}
//管理連接
unsigned __stdcall ThreadManager(void* param)
{
while (1)
{
CheckConnection(); //檢查連接狀況
Sleep(2000); //2s檢查一次
}
return 0;
}
//接受請求
unsigned __stdcall ThreadAccept(void* param)
{
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadManager, NULL, 0, NULL);
Init(); //初始化一定不要再while里面做，否則head會一直為NULL?。?！
while (1)
{
//創(chuàng)建一個新的客戶端對象
pClient pclient = (pClient)malloc(sizeof(_Client));
//如果有客戶端申請連接就接受連接
if ((pclient->sClient = accept(g_ServerSocket, (SOCKADDR*)&g_ClientAddr, &g_iClientAddrLen)) == INVALID_SOCKET)
{
printf("accept failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(g_ServerSocket);
WSACleanup();
return -1;
}
recv(pclient->sClient, pclient->userName, sizeof(pclient->userName), 0); //接收用戶名和指定聊天對象的用戶名
recv(pclient->sClient, pclient->ChatName, sizeof(pclient->ChatName), 0);
memcpy(pclient->IP, inet_ntoa(g_ClientAddr.sin_addr), sizeof(pclient->IP)); //記錄客戶端IP
pclient->flag = pclient->sClient; //不同的socke有不同UINT_PTR類型的數(shù)字來標識
pclient->Port = htons(g_ClientAddr.sin_port);
AddClient(pclient); //把新的客戶端加入鏈表中
printf("Successfuuly got a connection from IP:%s ,Port: %d,UerName: %s , ChatName: %s\n",
pclient->IP, pclient->Port, pclient->userName,pclient->ChatName);
if (CountCon() >= 2) //當至少兩個用戶都連接上服務器后才進行消息轉發(fā)
StartRecv();
Sleep(2000);
}
return 0;
}
//啟動服務器
int StartServer()
{
//存放套接字信息的結構
WSADATA wsaData = { 0 };
SOCKADDR_IN ServerAddr = { 0 }; //服務端地址
USHORT uPort = 18000; //服務器監(jiān)聽端口
//初始化套接字
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData))
{
printf("WSAStartup failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
return -1;
}
//判斷版本
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2)
{
printf("wVersion was not 2.2\n");
return -1;
}
//創(chuàng)建套接字
g_ServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (g_ServerSocket == INVALID_SOCKET)
{
printf("socket failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
return -1;
}
//設置服務器地址
ServerAddr.sin_family = AF_INET;//連接方式
ServerAddr.sin_port = htons(uPort);//服務器監(jiān)聽端口
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//任何客戶端都能連接這個服務器
//綁定服務器
if (SOCKET_ERROR == bind(g_ServerSocket, (SOCKADDR*)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr)))
{
printf("bind failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(g_ServerSocket);
return -1;
}
//設置監(jiān)聽客戶端連接數(shù)
if (SOCKET_ERROR == listen(g_ServerSocket, 20000))
{
printf("listen failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(g_ServerSocket);
WSACleanup();
return -1;
}
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadAccept, NULL, 0, 0);
for (int k = 0;k < 100;k++) //讓主線程休眠，不讓它關閉TCP連接.
Sleep(10000000);
//關閉套接字
ClearClient();
closesocket(g_ServerSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
int main()
{
StartServer(); //啟動服務器
return 0;
}
Client code：
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include <WinSock2.h>
#include <process.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define RECV_OVER 1
#define RECV_YET 0
char userName[16] = { 0 };
char chatName[16] = { 0 };
int iStatus = RECV_YET;
//接受數(shù)據
unsigned __stdcall ThreadRecv(void* param)
{
char buf[128] = { 0 };
while (1)
{
int ret = recv(*(SOCKET*)param, buf, sizeof(buf), 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
Sleep(500);
continue;
}
if (strlen(buf) != 0)
{
printf("%s\n", buf);
iStatus = RECV_OVER;
}
else
Sleep(100);
}
return 0;
}
//發(fā)送數(shù)據
unsigned __stdcall ThreadSend(void* param)
{
char buf[128] = { 0 };
int ret = 0;
while (1)
{
int c = getch();
if (c == 27) //ESC ASCII是27
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
printf("Please input the chat name:");
gets_s(buf);
char b[17] = { 0 };
sprintf(b, "#%s", buf);
ret = send(*(SOCKET*)param,b , sizeof(b), 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
return 1;
continue;
}
if(c == 72 || c == 0 || c == 68)//為了顯示美觀，加一個無回顯的讀取字符函數(shù)
continue; //getch返回值我是經過實驗得出如果是返回這幾個值，則getch就會自動跳過，具體我也不懂。
printf("%s: ", userName);
gets_s(buf);
ret = send(*(SOCKET*)param, buf, sizeof(buf), 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
return 1;
}
return 0;
}
//連接服務器
int ConnectServer()
{
WSADATA wsaData = { 0 };//存放套接字信息
SOCKET ClientSocket = INVALID_SOCKET;//客戶端套接字
SOCKADDR_IN ServerAddr = { 0 };//服務端地址
USHORT uPort = 18000;//服務端端口
//初始化套接字
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData))
{
printf("WSAStartup failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
return -1;
}
//判斷套接字版本
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2)
{
printf("wVersion was not 2.2\n");
return -1;
}
//創(chuàng)建套接字
ClientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (ClientSocket == INVALID_SOCKET)
{
printf("socket failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
return -1;
}
//輸入服務器IP
printf("Please input server IP:");
char IP[32] = { 0 };
gets_s(IP);
//設置服務器地址
ServerAddr.sin_family = AF_INET;
ServerAddr.sin_port = htons(uPort);//服務器端口
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(IP);//服務器地址
printf("connecting......\n");
//連接服務器
if (SOCKET_ERROR == connect(ClientSocket, (SOCKADDR*)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr)))
{
printf("connect failed with error code: %d\n", WSAGetLastError());
closesocket(ClientSocket);
WSACleanup();
return -1;
}
printf("Connecting server successfully IP:%s Port:%d\n",
IP, htons(ServerAddr.sin_port));
printf("Please input your UserName: ");
gets_s(userName);
send(ClientSocket, userName, sizeof(userName), 0);
printf("Please input the ChatName: ");
gets_s(chatName);
send(ClientSocket, chatName, sizeof(chatName), 0);
printf("\n\n");
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadRecv, &ClientSocket, 0, NULL); //啟動接收和發(fā)送消息線程
_beginthreadex(NULL, 0, ThreadSend, &ClientSocket, 0, NULL);
for (int k = 0;k < 1000;k++)
Sleep(10000000);
closesocket(ClientSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
int main()
{
ConnectServer(); //連接服務器
return 0;
}
最后，需要改進的有以下幾點：
1.沒有消息記錄，所以最好用文件或者數(shù)據庫的方式記錄，個人推薦數(shù)據庫。
2.沒有用戶注冊，登陸的操作，也是用文件或者數(shù)據庫來弄。程序一運行就讀取數(shù)據庫信息就行。
3.群聊功能沒有弄，這個其實很簡單，就是服務器不管3721，把接收到的消息轉發(fā)給所有在線用戶。
4.沒有離線消息，這個就用數(shù)據庫存儲離線消息，然后用戶上線后立即發(fā)送過去就行。
最后總結一下，沒有數(shù)據庫的聊天程序果然功能簡陋~，C語言寫的程序要注意對內存的操作。還有TCP方式的連接太費時費內存(用戶量達的時候)。
C語言版聊天程序（TCP版本,接下來還有UDP版本）到這里結束，歡迎各位提出自己的看法。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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