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linux下使用多线程编写的聊天室
阅读量:7261 次
发布时间:2019-06-29

本文共 11237 字,大约阅读时间需要 37 分钟。

  自从开始学linux网络编程后就想写个聊天室,一开始原本打算用多进程的方式来写,可是发觉进程间的通信有点麻烦,而且开销也大,后来想用多线程能不能实现呢,于是便去看了一下linux里线程的用法,实际上只需要知道 pthread_create 就差不多了,于是动手开干,用了两天时间,调试的过程挺痛苦的,一开始打算用纯C来撸,便用简单的数组来存储客户端的连接信息,可是运行时出现了一些很奇怪的问题,不知道是不是访问了临界资源,和线程间的互斥有关等等;奇怪的是,当改用STL的set或map时问题就解决了,但上网搜了下发现STL也不是线程安全的,至于到底是什么问题暂时不想去纠结了,可能是其它一些小细节的错误吧。先贴上代码:

首先是必要的头文件 header.h:

#ifndef  __HEADER_H#define  __HEADER_H#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define bool int // the 3 lines is for c originally#define true 1#define false 0#define PORT 9003#define BUF_LEN 1024 // 缓冲区大小#define MAX_CONNECTION 6 // 服务器允许的最大连接数,可自行更改#define For(i,s,t) for(i = (s); i != (t); ++i)#endif // __HEADER_H

  然后是客户端部分 client.cpp,相对来说简单一些:

#include "header.h"// 客户端接收消息的线程函数void* recv_func(void *args){    char buf[BUF_LEN];    int sock_fd = *(int*)args;    while(true) {        int n = recv(sock_fd, buf, BUF_LEN, 0);        if(n <= 0)   break;                  // 这句很关键,一开始不知道可以用这个来判断通信是否结束,用了其它一些很奇葩的做法来结束并关闭 sock_fd 以避免 CLOSE_WAIT 和 FIN_WAIT2 状态的出现T.T        write(STDOUT_FILENO, buf, n);    }    close(sock_fd);    exit(0);}// 客户端和服务端进行通信的处理函数void process(int sock_fd){    pthread_t td;    pthread_create(&td, NULL, recv_func, (void*)&sock_fd);      // 新开个线程来接收消息,避免了一读一写的原始模式,一开始竟把它放进 while 循环里面了,泪崩。。。    char buf[BUF_LEN];    while(true) {        int n = read(STDIN_FILENO, buf, BUF_LEN);        buf[n++] = '\0';                            // 貌似标准读入不会有字符串结束符的,需要自己手动添加        send(sock_fd, buf, n, 0);    }    close(sock_fd);}int main(int argc, char *argv[]){    assert(argc == 2);    struct sockaddr_in cli;    bzero(&cli, sizeof(cli));    cli.sin_family = AF_INET;    cli.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    cli.sin_port = htons(PORT);                     // 少了 htons 的话就连接不上了,因为小端机器的原因???    int sc = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    if(sc < 0) {        perror("socket error");        exit(-1);    }    inet_pton(AF_INET, argv[1], &(cli.sin_addr));           // 用第一个参数作为连接服务器端的地址    int err = connect(sc, (struct sockaddr*)&cli, sizeof(cli));    if(err < 0) {        perror("connect error");        exit(-2);    }    process(sc);    close(sc);    return 0;}

  最后是服务端 server.cpp:

#include #include "header.h"using std::map;map
socks; // 用于记录各个客户端,键是与客户端通信 socket 的文件描述符,值是对应的客户端的 sockaddr_in 的信息// 群发消息给 socks 中的所有客户端inline void send_all(const char *buf, int len){ for(auto it = socks.begin(); it != socks.end(); ++it) send(it->first, buf, len, 0);}// 服务端端接收消息的线程函数void* recv_func(void* args){ int cfd = *(int*)args; char buf[BUF_LEN]; while(true) { int n = recv(cfd, buf, BUF_LEN, 0); if(n <= 0) break; // 关键的一句,用于作为结束通信的判断 write(STDOUT_FILENO, buf, n); if(strcmp(buf, "bye\n") == 0) { // 如果接收到客户端的 bye,就结束通信并从 socks 中删除相应的文件描述符,动态申请的空间也应在删除前释放 printf("close connection with client %d.\n", cfd); free(socks[cfd]); socks.erase(cfd); break; } send_all(buf, n); // 群发消息给所有已连接的客户端 } close(cfd); // 关闭与这个客户端通信的文件描述符}// 和某一个客户端通信的线程函数void* process(void *argv){ pthread_t td; pthread_create(&td, NULL, recv_func, (void*)argv); // 在主处理函数中再新开一个线程用于接收该客户端的消息 int sc = *(int*)argv; char buf[BUF_LEN]; while(true) { int n = read(STDIN_FILENO, buf, BUF_LEN); buf[n++] = '\0'; // 和客户端一样需要自己手动添加字符串结束符 send_all(buf, n); // 服务端自己的信息输入需要发给所有客户端 } close(sc);}int main(int argc, char *argv[]){ struct sockaddr_in serv; bzero(&serv, sizeof(serv)); serv.sin_family = AF_INET; serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); serv.sin_port = htons(PORT); int ss = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(ss < 0) { perror("socket error"); return 1; } int err = bind(ss, (struct sockaddr*)&serv, sizeof(serv)); if(err < 0) { perror("bind error"); return 2; } err = listen(ss, 2); if(err < 0) { perror("listen error"); return 3; } socks.clear(); // 清空 map socklen_t len = sizeof(struct sockaddr); while(true) { struct sockaddr_in *cli_addr = (struct sockaddr_in*)malloc(sizeof(struct sockaddr_in)); int sc = accept(ss, (struct sockaddr*)cli_addr, &len); if(sc < 0) { free(cli_addr); continue; } if(socks.size() >= MAX_CONNECTION) { // 当将要超过最大连接数时,就让那个客户端先等一下 char buf[128] = "connections is too much, please waiting...\n"; send(sc, buf, strlen(buf) + 1, 0); close(sc); free(cli_addr); continue; } socks[sc] = cli_addr; // 指向对应申请到的 sockaddr_in 空间 printf("client %d connect me...\n", sc); pthread_t td; pthread_create(&td, NULL, process, (void*)&sc); // 开一个线程来和 accept 的客户端进行交互 } return 0;}

  makefile文件:

all: server clientserver: server.cpp    g++ -std=c++11 -o server server.cpp -lpthreadclient: client.cpp    g++ -std=c++11 -o client client.cpp -lpthreadclean:    rm -f *.o

  在我的ubuntu 14.04 64 位的机器上测试过没有什么问题,客户端与服务端能正常的交互和退出,能通过服务端接收其它客户端发送的消息,运行时cpu和内存占用情况正常,不会产生什么奇怪的bug。暂时只写了个终端的界面,客户端的UI迟点再去弄吧~

*****************************************************************************************************************************************

  今天试了下用 PyQt4 去写个客户端的界面,调了好一天,总算能看到点东西了,先上图:

  而命令行下的客户端(上面的 client.cpp 文件)的运行界面是这样子的:

  服务端的运行情况是:

  PyQt4 编写的客户端(pyqt_client.py)代码是:

#!/usr/bin/env python#-*- coding: utf-8 -*-from PyQt4 import QtGui, QtCoreimport sysimport socketimport threadclass Client(QtGui.QWidget):    BUF_LEN = 1024    def __init__(self, parent=None):        QtGui.QWidget.__init__(self, parent)        self.setWindowTitle(u'TCP客户端')        self.resize(600, 500)        self.center()        layout = QtGui.QGridLayout(self)        label_ip = QtGui.QLabel(u'远程主机IP:')        layout.addWidget(label_ip, 0, 0, 1, 1)        self.txt_ip = QtGui.QLineEdit('127.0.0.1')        layout.addWidget(self.txt_ip, 0, 1, 1, 3)        label_port = QtGui.QLabel(u'端口:')        layout.addWidget(label_port, 0, 4, 1, 1)        self.txt_port = QtGui.QLineEdit('9003')        layout.addWidget(self.txt_port, 0, 5, 1, 3)        self.isConnected = False        self.btn_connect = QtGui.QPushButton(u'连接')        self.connect(self.btn_connect, QtCore.SIGNAL(            'clicked()'), self.myConnect)        layout.addWidget(self.btn_connect, 0, 8, 1, 2)        label_recvMessage = QtGui.QLabel(u'消息内容:')        layout.addWidget(label_recvMessage, 1, 0, 1, 1)        self.btn_clearRecvMessage = QtGui.QPushButton(u'↓ 清空消息框')        self.connect(self.btn_clearRecvMessage, QtCore.SIGNAL(            'clicked()'), self.myClearRecvMessage)        layout.addWidget(self.btn_clearRecvMessage, 1, 7, 1, 3)        self.txt_recvMessage = QtGui.QTextEdit()        self.txt_recvMessage.setReadOnly(True)        self.txt_recvMessage.setStyleSheet('background-color:yellow')        layout.addWidget(self.txt_recvMessage, 2, 0, 1, 10)        lable_name = QtGui.QLabel(u'姓名(ID):')        layout.addWidget(lable_name, 3, 0, 1, 1)        self.txt_name = QtGui.QLineEdit()        layout.addWidget(self.txt_name, 3, 1, 1, 3)        self.isSendName = QtGui.QRadioButton(u'发送姓名')        self.isSendName.setChecked(False)        layout.addWidget(self.isSendName, 3, 4, 1, 1)        label_sendMessage = QtGui.QLabel(u' 输入框:')        layout.addWidget(label_sendMessage, 4, 0, 1, 1)        self.txt_sendMessage = QtGui.QLineEdit()        self.txt_sendMessage.setStyleSheet("background-color:cyan")        layout.addWidget(self.txt_sendMessage, 4, 1, 1, 7)        self.btn_send = QtGui.QPushButton(u'发送')        self.connect(self.btn_send, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.mySend)        layout.addWidget(self.btn_send, 4, 8, 1, 2)        self.btn_clearSendMessage = QtGui.QPushButton(u'↑ 清空输入框')        self.connect(self.btn_clearSendMessage, QtCore.SIGNAL(            'clicked()'), self.myClearSendMessage)        layout.addWidget(self.btn_clearSendMessage, 5, 6, 1, 2)        self.btn_quit = QtGui.QPushButton(u'退出')        self.connect(self.btn_quit, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.myQuit)        layout.addWidget(self.btn_quit, 5, 8, 1, 2)    def myConnect(self):        if self.isConnected == False:            host = str(self.txt_ip.text())            port = int(self.txt_port.text())            try:                self.client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)                self.client_socket.connect((host, port))            except:                self.txt_recvMessage.append(u'服务器连接失败,请检查网络连接或者稍后再试。')                return            thread.start_new_thread(self.recv_func, ())            # td = MyThread(self)            # td.start()            self.txt_recvMessage.append(u'服务器连接成功!')            self.setWindowTitle(self.windowTitle() + ' --> ' + host + ':' + str(port))            self.isConnected = True            self.btn_connect.setText(u'断开连接')        else:            self.disConnect()    def disConnect(self):        self.client_socket.close()        self.txt_recvMessage.append(u'已断开与服务器的连接。')        self.setWindowTitle(u'TCP客户端')        self.isConnected = False        self.btn_connect.setText(u'连接')    def recv_func(self):        while True:            try:                data = self.client_socket.recv(Client.BUF_LEN)            except:                break            if not data or not len(data):                break            data = data[:-1]            self.txt_recvMessage.append(data.decode('utf8'))    # 很重要        self.disConnect()    def myClearRecvMessage(self):        self.txt_recvMessage.setText('')    def myClearSendMessage(self):        self.txt_sendMessage.setText('')    def mySend(self):        if self.isSendName.isChecked() == True:            data = self.txt_name.text()            if data == '':                data = u'[匿名]'            data =  str((data + ': ' + self.txt_sendMessage.text() + '\n').toUtf8())        else:            data =  str((self.txt_sendMessage.text() + '\n').toUtf8())        try:            self.client_socket.sendall(data)        except:            self.txt_recvMessage.append(u'消息发送失败...')            return         self.txt_sendMessage.setText('')    def myQuit(self):        self.close()    def center(self):        screen = QtGui.QDesktopWidget().screenGeometry()        size = self.geometry()        self.move((screen.width() - size.width()) / 2,                (screen.height() - size.height()) / 2)    def closeEvent(self, event):        reply = QtGui.QMessageBox.question(self, u'消息', u'你确定要退出吗?',                                         QtGui.QMessageBox.Yes, QtGui.QMessageBox.No)        if reply == QtGui.QMessageBox.Yes:            event.accept()            try:                self.client_socket.close()            except:                pass        else:            event.ignore()app = QtGui.QApplication(sys.argv)c = Client()c.show()sys.exit(app.exec_())

   虽然有点小bug,不过主要功能已经能很好地实现了,以后有时间再来修改下。

  Github地址:

转载于:https://www.cnblogs.com/Newdawn/p/5509687.html

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