c 网络编程 聊天

一、基本概念

1、套接字：是网络通信的基本组件，允许不同计算机间的进程相互通信，在C语言中，利用socket API可以创建套接字，实现进程间的通信。

2、客户端-服务器模型：网络通信主要基于客户端-服务器模型，其中一个进程（服务器）提供服务，而另一个进程（客户端）请求服务。

3、TCP协议：简单聊天室通常运行在TCP协议之上，以保证数据传输的可靠性。

二、服务器端设计

1、创建套接字：使用socket()函数创建新的通信端点。

2、绑定地址：将套接字与特定的IP地址和端口号绑定，使用bind()函数。

3、监听连接：服务器端使用listen()函数监听来自客户端的连接请求。

4、接受连接：accept()函数用于接受客户端的连接请求，并返回一个新的套接字用于与客户端通信。

5、接收和发送数据：使用recv()或read()函数接收客户端发送的数据，使用send()或write()函数向客户端发送数据。

6、多线程处理：为了同时处理多个客户端，服务器端可能需要使用多线程或多进程，每有一个客户端连接到服务器，服务器便会创建一个线程用来与该客户端通信，主线程继续等待其他客户端的连接。

7、存储客户端信息：由于服务器端需要将接收到的消息发送给正在连接的所有客户端，所以需要存储客户端的信息，这可以通过数组或链表来实现。

三、客户端设计

1、创建套接字：与服务器端类似，客户端也使用socket()函数创建套接字。

2、连接到服务器：客户端使用connect()函数尝试连接到服务器。

3、发送和接收数据：客户端通过send()或write()函数向服务器发送数据，通过recv()或read()函数接收服务器发送的数据。

4、用户界面：客户端需要提供用户界面，允许用户输入消息，并通过套接字将消息发送到服务器，同时接收来自其他客户端的消息。

5、多线程处理：由于客户端获取用户输入（如fgets）和接收服务器端消息（如recv）时都会阻塞，所以客户端也需要采用多线程，主线程负责发送消息，子线程负责接收消息。

四、示例代码

以下是一个简单的C语言实现的聊天室示例代码框架，仅供参考：

服务器端代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
void *handle_client(void *socket_desc) {
    int sock = *(int*)socket_desc;
    char client_message[BUFFER_SIZE];
    int read_size;
    while ((read_size = recv(sock, client_message, BUFFER_SIZE, 0)) > 0) {
        write(sock, client_message, strlen(client_message));
    }
    if (read_size == 0) {
        puts("Client disconnected");
        fflush(stdout);
    } else if (read_size == -1) {
        perror("recv failed");
    }
    free(socket_desc);
    return 0;
}
int main() {
    int socket_desc, client_sock, c, *new_sock;
    struct sockaddr_in server, client;
    socket_desc = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socket_desc == -1) {
        printf("Could not create socket");
    }
    puts("Socket created");
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server.sin_port = htons(PORT);
    if (bind(socket_desc, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0) {
        perror("bind failed. Error");
        return 1;
    }
    puts("bind done");
    listen(socket_desc, 3);
    puts("Waiting for incoming connections...");
    c = sizeof(struct sockaddr_in);
    while ((client_sock = accept(socket_desc, (struct sockaddr *)&client, (socklen_t*)&c))) {
        puts("Connection accepted");
        pthread_t sniffer_thread;
        new_sock = malloc(1);
        *new_sock = client_sock;
        if (pthread_create(&sniffer_thread, NULL, handle_client, (void*) new_sock) < 0) {
            perror("could not create thread");
            return 1;
        }
        puts("Handler assigned");
    }
    if (client_sock < 0) {
        perror("accept failed");
        return 1;
    }
    return 0;
}

客户端代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
void *receive_messages(void *socket_desc) {
    int sock = *(int*)socket_desc;
    char server_reply[BUFFER_SIZE];
    int read_size;
    while ((read_size = recv(sock, server_reply, BUFFER_SIZE, 0)) > 0) {
        server_reply[read_size] = '