Linux下C语言多线程-网络通信简单聊天程序.docx

Linux下C语言多线程，网络通信简单聊天程序
功能描述：程序应用多线程技术，可是实现1对N进行网络通信聊天。但至今没想出合适的退出机制，除了用Ctr+C。出于演示目的，这里采用UNIX域协议（文件系统套接字），程序分为客户端和服务端。应用select函数来实现异步的读写操作。
　　　　　先说一下服务端：首先先创建套接字，然后绑定，接下进入一个无限循环，用accept函数，接受“连接”请求，然后调用创建线程函数，创造新的线程，进入下一个循环。这样每当有一个新的“连接”被接受都会创建一个新的线程，实现1对N的网络通信。在服务端程序中线程中用一个buffer读写，为了避免错误，这时就要给关键代码加上互斥锁work_mutex，具体见代码。
服务端代码
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #include //这里没有用二进制信号量可以删掉
9
10 char buffer[1024]; //读写用的区域
11 sem_t bin_sem; //没用到的二进制信号量，可以删掉
12 void *pthread_function(void *arg); //线程入口函数声明
13 pthread_mutex_t work_mutex; //声明互斥锁
14
15 int main(){
16 int result; //整数变量用来储存调用函数的返回值
17 struct sockaddr_un server_address, client_address; //UNIX域的套接字，server_address用于服务端的监听，client_address用于客户端连接后的套接字
18 int client_len; //连接后，accept函数会把客户端的地址的长度储存在这
19 int server_socketfd, client_socketfd;//服务端和客户端的套接字文件描述符
20 pthread_t a_thread; //线程ID标志
21 pthread_attr_t thread_attr; //线程的属性，后面可以看的，被我注释掉了，没用到，可以删掉。
22
23 result = sem_init(&bin_sem, 0, 1); //初始化二进制信号量，因为用了互斥锁，所以没用到，可以删掉
24 if(result != 0){
25 perror("sem_init");
26 exit(EXIT_FAILURE);
27 }
28
29 result = pthread_mutex_init(&work_mutex, NULL);//初始化互斥锁
30 if(result != 0){
31 perror("pthread_mutex_init");
32 exit(EXIT_FAILURE);
33 }
34
35 server_socketfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);//创建套接字，用TCP连接方式，出于演示目的只用UNIX域套接字。
36
37 server_address.sun_family = AF_UNIX;
38 strcpy(server_address.sun_path, "server_socket");
39
40 unlink("server_socket"); //在绑定之前，把以前存在当前目录下的套接字删除
41
42 result = bind(server_socketfd, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)); //绑定
43 if(result != 0){
44 perror("bind");
45 exit(EXIT_FAILURE);
46 }
47
48 result = listen(server_socketfd, 5);//监听，最多允许5个连接请求
49 if(result != 0){
50 perror("listen");
51 exit(EXIT_FAILURE);
52 }
53
54 client_len = sizeof(client_address);
55 while(1){ //开始进入无限循环
56 /* printf("If you want to quit, please enter 'quit'\n");
57 printf("Do you want to accept a connectiong\n");
58 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
59 fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
60 if((strncmp("quit", buffer, 4))==0) break; */
61
62 client_socketfd = accept(server_socketfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_len); //接受一个连接请求
63
64 /* result = pthread_attr_init(&thread_attr);
65 if(result != 0){
66 perror("pthread_attr_init");
67 exit(EXIT_FAILURE);
68 }
69 result = pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
70 if(result != 0){
71 perror("pthread_attr_setdetachstate");
72 exit(EXIT_FAILURE);
73 } */
74 result = pthread_create(&a_thread, NULL, pthread_function, (void *)client_socketfd); //成功接受一个请求后，就会创建一个线程，然后主线程又进入accept函数，如果此时没有连接请求，那么主线程会阻塞
75 if(result != 0){
76 perror("pthread_create");
77 exit(EXIT_FAILURE);
78 }
79
80 }
81 }
82
83 void *pthread_function(void *arg){ //线程入口函数，每调用一次pthread_create，都会创建一个新的线程
84 int fd = (int) arg; //把函数参数，即连接成功后的套接字，赋给fd.
85 int result;
86 fd_set read_fds; //文件描述符集合，用于select函数
87 int max_fds; //文件描述符集合的最大数
88
89 printf("%d id has connected!!\n", fd);
90 while (1){
91
92 FD_ZERO(&read_fds);//清空集合
93 FD_SET(0, &read_fds);//将标准输入放入监听的文件描述符集合， 这个用于读取标准输入，即键盘的输入
94 FD_SET(fd, &read_fds);//将连接后的客户文件描述符放入监听的文件描述符集合， 这个用于向客户端读取数据
95 max_fds = fd + 1;
96
97 // sem_wait(&bin_sem);
98 pthread_mutex_lock(&work_mutex); //对关键区域上锁
99 printf("%d has get the lock\n", fd);
100 result = select(max_fds, &read_fds, (fd_set *)NULL, (fd_set *)NULL, (struct timeval*)NULL); //开始监听那些文件描述符出于可读状态
101 if(result < 1){
102 printf("select");
103 }
104 if(FD_ISSET(0, &read_fds)){ //如果标准输入处于可读状态，说明键盘有所输入，将输入的数据存放在buffer中，然后向客户端写回，如果输入“quit”将会退出一个聊天线程
105 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer)); //保险起见，清零
106 fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
107 if((strncmp("quit", buffer, 4))==0){
108 printf("You have terminaled the chat\n");
109 // sem_post(&bin_sem);
110 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
111 break;
112 }
113 else{
114 result=write(fd, buffer, sizeof(buffer));
115 if(result==-1){
116 perror("write");
117 exit(EXIT_FAILURE);
118 }
119 }
120 }
121 if(FD_ISSET(fd, &read_fds)){ //如果客户套接字符可读，那么读取存放在buffer中，然后显示出来，如果对方中断聊天，那么result==0
122 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
123 result = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
124 if(result == -1){
125 perror("read");
126 exit(EXIT_FAILURE);
127 }
128 else if(result == 0){
129 printf("The other side has terminal the chat\n");
130 // sem_post(&bin_sem);
131 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
132 break;
133 }
134 else{
135 printf("receive message: %s", buffer);
136 }
137 }
138 pthread_mutex_unlock(&work_mutex); //解锁
139 sleep (1); //如果没有这一行，当前线程会一直占据buffer.让当前线程暂停一秒可以实现1对N的功能。
140 // sem_post(&bin_sem);
141 // sleep (1);
142 }
143 // printf("I am here\n");
144 close(fd);
145 pthread_exit(NULL);
146
147 }
148
读者可以对比一下
读者可以发现，链接网络中的程序需要结束当前一个聊天才能进行下一个聊天，而这个服务端可以同时对N个人进行聊天，尽管有些bug(如果客户端对方回复太快太频繁，服务端的锁就会切换来切换去，无法回复到正确的客户端)。
客户端跟服务端很像，但比较简单。这里面就不注释了。这两个程序我都运行过。。。没什么基本大的问题。。但是功能很不完善。。。还需改进。。。。。
客户端代码
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8
9 int main(){
10 int result;
11 int socketfd;
12 int len;
13 struct sockaddr_un address;
14 fd_set read_fds, test_fds;
15 int fd;
16 int max_fds;
17 char buffer[1024];
18
19 socketfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
20
21 address.sun_family = AF_UNIX;
22 strcpy(address.sun_path, "server_socket");
23 len = sizeof(address);
24
25 result = connectsocketfd, (struct sockaddr*)&address, len);
26 if(result == -1){
27 perror("connect");
28 exit(EXIT_FAILURE);
29 }
30
31 FD_ZERO(&read_fds);
32 FD_SET(0, &read_fds);
33 FD_SET(socketfd, &read_fds);
34 max_fds = socketfd +1;
35
36 printf("Chat now!!\n");
37
38 while(1){
39 test_fds = read_fds;
40 result = select(max_fds, &test_fds, (fd_set *)NULL, (fd_set *)NULL, (struct timeval*)NULL);
41 if(result < 1){
42 perror("select");
43 exit(EXIT_FAILURE);
44 }
45
46 if(FD_ISSET(0, &test_fds)){
47 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
48 // printf("send:");
49 fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
50 if((strncmp("quit", buffer, 4))== 0){
51 printf("\nYou are going to quit\n");
52 break;
53 }
54 result = write(socketfd, buffer, sizeof(buffer));
55 if(result == -1){
56 perror("write");
57 exit(EXIT_FAILURE);
58 }
59 }
60 if(FD_ISSET(socketfd, &test_fds)){

61 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
62 result = read(socketfd, buffer, sizeof(buffer));
63 if(result == -1){
64 perror("read");
65 exit(EXIT_FAILURE);
66 }else if(result == 0){
67 printf("The other side has termianl chat!\n");
68 break;
69 }else{
70 printf("recieve: %s", buffer);
71 }
72 }
73 }
74 close(socketfd);
75 exit(EXIT_SUCCESS);
76 }
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分类: C 编程