socket多人聊天程序C语言版.doc

socket多人聊天程序C语言版1V1实现了，1V多也就容易了。不过相对于1V1的程序，我经过大改，采用链表来动态管理。这样效率真的提升不少，至少CPU使用率稳稳的在20以下，不会飙到100了。用C语言写这个还是挺费时间的，因为什么功能函数都要自己写，不像C+有STL库可以用，MFC写就更简单了，接下来我还会更新MFC版本的多人聊天程序。好了，废话少说，进入主题。这个程序要解决的问题如下：1.CPU使用率飙升问题 用链表动态管理2.用户自定义聊天，就是想跟谁聊跟谁聊 _Client结构体中新增一个ChatName字段，用来表示要和谁聊天，这个字段很重要，因为server转发消息的时候就是按照这个字段来转发的。3.中途换人聊天，就是聊着聊着，想和别人聊，而且自己还一样能接收到其它人发的消息 这个就要小改客户端的代码了，可以在发送聊天消息之前插入一段代码，用来切换聊天用户。具体做法就是，用getch()函数读取ESC键，如果用户按了这个键，则表示想切换用户，然后会输出一行提示，请输入chat name，就是想要和谁聊天的名字，发送这个名字过去之前要加一个标识符，表示这个消息是切换聊天用户消息。然后server接收到这个消息后会判断第一个字符是不是标识符，第二个字符不能是标识符，则根据这个name来查找当前在线的用户，然后修改想切换聊天用户的ChatName为name这个用户。（可能有点绕，不懂的看代码就清晰易懂了）4.下线后提醒对方 还是老套路，只要send对方不通就当对方下线了。编写环境：WIN10，VS2015效果图：为了方便就不用虚拟机演示了，但是在虚拟机是肯定可以的，应该说只要是局域网，能互相ping通就可以使用这个程序。Server code：链表头文件：#ifndef _CLIENT_LINK_LIST_H_#define _CLIENT_LINK_LIST_H_ #include #include /客户端信息结构体typedef struct _Client SOCKET sClient; /客户端套接字 char buf128; /数据缓冲区 char userName16; /客户端用户名 char IP20; /客户端IP unsigned short Port; /客户端端口 UINT_PTR flag; /标记客户端，用来区分不同的客户端 char ChatName16; /指定要和哪个客户端聊天 _Client* next; /指向下一个结点Client, *pClient; /* function 初始化链表* return 无返回值*/void Init(); /* function 获取头节点* return 返回头节点*/pClient GetHeadNode(); /* function 添加一个客户端* param client表示一个客户端对象* return 无返回值*/void AddClient(pClient client); /* function 删除一个客户端* param flag标识一个客户端对象* return 返回true表示删除成功，false表示失败*/bool RemoveClient(UINT_PTR flag); /* function 根据name查找指定客户端* param name是指定客户端的用户名* return 返回一个client表示查找成功，返回INVALID_SOCKET表示无此用户*/SOCKET FindClient(char* name); /* function 根据SOCKET查找指定客户端* param client是指定客户端的套接字* return 返回一个pClient表示查找成功，返回NULL表示无此用户*/pClient FindClient(SOCKET client); /* function 计算客户端连接数* param client表示一个客户端对象* return 返回连接数*/int CountCon(); /* function 清空链表* return 无返回值*/void ClearClient(); /* function 检查连接状态并关闭一个连接* return 返回值*/void CheckConnection(); /* function 指定发送给哪个客户端* param FromName，发信人* param ToName, 收信人* param data, 发送的消息*/void SendData(char* FromName, char* ToName, char* data); #endif /_CLIENT_LINK_LIST_H_链表cpp文件：?#include ClientLinkList.h pClient head = (pClient)malloc(sizeof(_Client); /创建一个头结点 /* function 初始化链表* return 无返回值*/void Init() head-next = NULL; /* function 获取头节点* return 返回头节点*/pClient GetHeadNode() return head; /* function 添加一个客户端* param client表示一个客户端对象* return 无返回值*/void AddClient(pClient client) client-next = head-next; /比如：head-1-2,然后添加一个3进来后是 head-next = client; /3-1-2,head-3-1-2 /* function 删除一个客户端* param flag标识一个客户端对象* return 返回true表示删除成功，false表示失败*/bool RemoveClient(UINT_PTR flag) /从头遍历，一个个比较 pClient pCur = head-next;/pCur指向第一个结点 pClient pPre = head; /pPre指向head while (pCur) / head-1-2-3-4,要删除2，则直接让1-3 if (pCur-flag = flag) pPre-next = pCur-next; closesocket(pCur-sClient); /关闭套接字 free(pCur); /释放该结点 return true; pPre = pCur; pCur = pCur-next; return false; /* function 查找指定客户端* param name是指定客户端的用户名* return 返回socket表示查找成功，返回INVALID_SOCKET表示无此用户*/SOCKET FindClient(char* name) /从头遍历，一个个比较 pClient pCur = head; while (pCur = pCur-next) if (strcmp(pCur-userName, name) = 0) return pCur-sClient; return INVALID_SOCKET; /* function 根据SOCKET查找指定客户端* param client是指定客户端的套接字* return 返回一个pClient表示查找成功，返回NULL表示无此用户*/pClient FindClient(SOCKET client) /从头遍历，一个个比较 pClient pCur = head; while (pCur = pCur-next) if (pCur-sClient = client) return pCur; return NULL; /* function 计算客户端连接数* param client表示一个客户端对象* return 返回连接数*/int CountCon() int iCount = 0; pClient pCur = head; while (pCur = pCur-next) iCount+; return iCount; /* function 清空链表* return 无返回值*/void ClearClient() pClient pCur = head-next; pClient pPre = head; while (pCur) /head-1-2-3-4,先删除1，head-2,然后free 1 pClient p = pCur; pPre-next = p-next; free(p); pCur = pPre-next; /* function 检查连接状态并关闭一个连接* 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: %sn, pclient-IP, pclient-userName); char error128 = 0 ; /发送下线消息给发消息的人 sprintf(error, The %s was downline.n, pclient-userName); send(FindClient(pclient-ChatName), error, sizeof(error), 0); closesocket(pclient-sClient); /这里简单的判断：若发送消息失败，则认为连接中断(其原因有多种)，关闭该套接字 RemoveClient(pclient-flag); break; /* function 指定发送给哪个客户端* param FromName，发信人* param ToName, 收信人* param data, 发送的消息*/void SendData(char* FromName, char* ToName, char* data) SOCKET client = FindClient(ToName); /查找是否有此用户 char error128 = 0 ; int ret = 0; if (client != INVALID_SOCKET & strlen(data) != 0) char buf128 = 0 ; sprintf(buf, %s: %s, FromName, data); /添加发送消息的用户名 ret = send(client, buf, sizeof(buf), 0); else/发送错误消息给发消息的人 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)/发送下线消息给发消息的人 sprintf(error, The %s was downline.n, ToName); send(FindClient(FromName), error, sizeof(error), 0); server cpp：?/* #include #include #include #include ClientLinkList.h#pragma comment(lib,ws2_32.lib) SOCKET g_ServerSocket = INVALID_SOCKET; /服务端套接字SOCKADDR_IN g_ClientAddr = 0 ; /客户端地址int g_iClientAddrLen = sizeof(g_ClientAddr); typedef struct _Send char FromName16; char ToName16; char data128;Send,*pSend; /发送数据线程unsigned _stdcall ThreadSend(void* param) pSend psend = (pSend)param; /转换为Send类型 SendData(psend-FromName, psend-ToName, psend-data); /发送数据 return 0; /接受数据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-buf0 = # & pclient-buf1 != #) /#表示用户要指定另一个用户进行聊天 SOCKET socket = FindClient(&pclient-buf1); /验证一下客户是否存在 if (socket != INVALID_SOCKET) pClient c = (pClient)malloc(sizeof(_Client); c = FindClient(socket); /只要改变ChatName,发送消息的时候就会自动发给指定的用户了 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); /把发送人的用户名和接收消息的用户和消息赋值给结构体，然后当作参数传进发送消息进程中 memcpy(psend-FromName, pclient-userName, sizeof(psend-FromName); memcpy(psend-ToName, pclient-ChatName, sizeof(psend-ToName); memcpy(psend-data, -buf, sizeof(psend-data); _beginthreadex(NULL, 0, ThreadSend, psend, 0, NULL); Sleep(200); return 0; /开启接收消息线程void StartRecv() pClient pclient = GetHeadNode(); while (pclient = pclient-next) _beginthreadex(NULL, 0, ThreadRecv, pclient, 0, NULL); /管理连接unsigned _stdcall ThreadManager(void* param) while (1) CheckConnection(); /检查连接状况 Sleep(2000); /2s检查一次 return 0; /接受请求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，否则head会一直为NULL！ while (1) /创建一个新的客户端对象 pClient pclient = (pClient)malloc(sizeof(_Client); /如果有客户端申请连接就接受连接 if (pclient-sClient = accept(g_ServerSocket, (SOCKADDR*)&g_ClientAddr, &g_iClientAddrLen) = INVALID_SOCKET) printf(accept failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); closesocket(g_ServerSocket); WSACleanup(); return -1; recv(pclient-sClient, pclient-userName, sizeof(pclient-userName), 0); /接收用户名和指定聊天对象的用户名 recv(pclient-sClient, pclient-ChatName, sizeof(pclient-ChatName), 0); memcpy(pclient-IP, inet_ntoa(g_ClientAddr.sin_addr), sizeof(pclient-IP); /记录客户端IP pclient-flag = pclient-sClient; /不同的socke有不同UINT_PTR类型的数字来标识 pclient-Port = htons(g_ClientAddr.sin_port); AddClient(pclient); /把新的客户端加入链表中 printf(Successfuuly got a connection from IP:%s ,Port: %d,UerName: %s , ChatName: %sn, pclient-IP, pclient-Port, pclient-userName,pclient-ChatName); if (CountCon() = 2) /当至少两个用户都连接上服务器后才进行消息转发 StartRecv(); Sleep(2000); return 0; /启动服务器int StartServer() /存放套接字信息的结构 WSADATA wsaData = 0 ; SOCKADDR_IN ServerAddr = 0 ; /服务端地址 USHORT uPort = 18000; /服务器监听端口 /初始化套接字 if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) printf(WSAStartup failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); return -1; /判断版本 if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 | HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2) printf(wVersion was not 2.2n); return -1; /创建套接字 g_ServerSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (g_ServerSocket = INVALID_SOCKET) printf(socket failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); return -1; /设置服务器地址 ServerAddr.sin_family = AF_INET;/连接方式 ServerAddr.sin_port = htons(uPort);/服务器监听端口 ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);/任何客户端都能连接这个服务器 /绑定服务器 if (SOCKET_ERROR = bind(g_ServerSocket, (SOCKADDR*)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr) printf(bind failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); closesocket(g_ServerSocket); return -1; /设置监听客户端连接数 if (SOCKET_ERROR = listen(g_ServerSocket, 20000) printf(listen failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); closesocket(g_ServerSocket); WSACleanup(); return -1; _beginthreadex(NULL, 0, ThreadAccept, NULL, 0, 0); for (int k = 0;k 100;k+) /让主线程休眠，不让它关闭TCP连接. Sleep(10000000); /关闭套接字 ClearClient(); closesocket(g_ServerSocket); WSACleanup(); return 0; int main() StartServer(); /启动服务器 return 0;Client code：?#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS#include #include #include #include #include #pragma comment(lib,ws2_32.lib)#define RECV_OVER 1#define RECV_YET 0char userName16 = 0 ;char chatName16 = 0 ;int iStatus = RECV_YET;/接受数据unsigned _stdcall ThreadRecv(void* param) char buf128 = 0 ; while (1) int ret = recv(*(SOCKET*)param, buf, sizeof(buf), 0); if (ret = SOCKET_ERROR) Sleep(500); continue; if (strlen(buf) != 0) printf(%sn, buf); iStatus = RECV_OVER; else Sleep(100); return 0; /发送数据unsigned _stdcall ThreadSend(void* param) char buf128 = 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 b17 = 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)/为了显示美观，加一个无回显的读取字符函数 continue; /getch返回值我是经过实验得出如果是返回这几个值，则getch就会自动跳过，具体我也不懂。 printf(%s: , userName); gets_s(buf); ret = send(*(SOCKET*)param, buf, sizeof(buf), 0); if (ret = SOCKET_ERROR) return 1; return 0; /连接服务器int ConnectServer() WSADATA wsaData = 0 ;/存放套接字信息 SOCKET ClientSocket = INVALID_SOCKET;/客户端套接字 SOCKADDR_IN ServerAddr = 0 ;/服务端地址 USHORT uPort = 18000;/服务端端口 /初始化套接字 if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) printf(WSAStartup failed with error code: %dn, WSAGetLastError(); return -1; /判断套接字版本 if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 | HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2) printf(wVersion was not 2.2n); return -1; /创建套接字 ClientSocket = so