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Linux下C语言多线程，网络通信简单聊天程序_"(1)编写c程序,使用linux中的pc机制,完成\"聊天功能”,即两个程片都可以向对方"
作者：AllinToyou | 2024-02-26 04:29:29
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"(1)编写c程序,使用linux中的pc机制,完成\"聊天功能”,即两个程片都可以向对方"
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。
1 #include < stdio.h >
2 #include < stdlib.h >
3 #include < string .h >
4 #include < pthread.h >
5 #include < sys / socket.h >
6 #include < sys / un.h >
7 #include < unistd.h >
8 #include < semaphore.h > // 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http://blog.csdn.net/hwz119/archive/2007/03/19/1534233.aspx
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。。。。。
1 #include < stdio.h >
2 #include < stdlib.h >
3 #include < sys / socket.h >
4 #include < sys / un.h >
5 #include < string .h >
6 #include < sys / types.h >
7 #include < sys / time.h >
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 = connect(socketfd, ( 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 }
77
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