Linux C多人网络聊天室
经过好几天的日夜奋斗，总算把这个聊天室给做出来了，虽然说不上多好，但也是这几天从早到晚劳动的成功，所以就写这篇博文来记录一下啦。别的不敢说，确保能用就是了，完整代码在最后哦~
当然啦，如果有幸被转发，还请注明来处哈~
一、功能
这个Linux下C版本的多人网络聊天室具备以下几个基本功能（或者说需求）：
（一）C/S模式，IPv4的TCP通信；
（二）客户端登录需要账号密码，没有账号需要注册；
（三）服务器每接收到一个客户端的连接，就产生一个线程为其服务；
（四）进入聊天室后，客户端可以选择群聊（发给所有人），也可以选择私聊（发给指定账号的人）；
（五）服务器可以限定同时登录聊天室的账号的最大数量；
（六）用sqlite3创建保存用户账号信息的数据库；
（七）客户端（服务器端要的话应该也可以）自动获取本地主机未被占用的端口号以连接服务器。
由于时间关系，原本设定的用户登录或退出时通知所有人和保存聊天记录等功能，笔者就没能添加进去。若有兴趣，读者可参考以下想法进行添加：“用户登录或退出时通知所有人”这点可以在用户确认登录后但尚未进入聊天室时通过send/recv实现，而“保存聊天记录”这点就像保存用户账号信息一样保存到数据库（当然更简单的方法是保存到普通文件中）。另外，也有一大点笔者心有余而力不足，有大佬路过时还请指教指教，就是多线程之间交互的问题，例如主线程如何等待所有子线程正常退出等，这一块我不熟悉~
二、主要功能实现分析
（一）网络通信基本步骤
简单来讲就是：客户端——创建套接字，配置网络结构体，绑定，请求连接，正常通信；服务器——创建套接字，配置网络结构体，绑定，监听，接受连接，正常通信。至于网络通信基本原理详细点的介绍可以看我这篇博文介绍——网络通信基本原理。
在这里要注意以下两点：
一个是配置网络结构体，这点其实可以在man手册看到相关（结构体）说明，具体来说就是设定端口号、IP协议（IPv4/IPv6）以及通信对象的IP地址，配置网络结构体是为了后续bind服务的。
//配置网络结构体
struct sockaddr_in myaddr;
myaddr.sin_port = htons(50000); //应用层端口号
myaddr.sin_family = AF_INET; //IPv4协议
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//通信对象的IP地址，0.0.0.0表示所有IP地址，也可以指定IP
另一个是所谓的“自动获取本地主机未被占用的端口号”。由于笔者只是在自己一台电脑上开多个虚拟终端来运行client，连接的服务器在本地主机(127.0.0.1)，而我又不想手动地一个客户端给他传递一个端口号，所以就想到了这个方法。具体来讲，就是从50001开始随便一个一个去尝试bind，绑定失败就下一个，绑定成功的话那就它了。至于为什么是50001开始呢，一个依据是《计算机网络》中说到客户端使用的端口号为49152~65535，然后我就在这个范围内选个中意的范围了。
portnum = 50001;
while(1){
if(portnum > 65535){
printf("bind error because of no port number available!\n");
return -1;
}
（.......配置网络结构体）
ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&myaddr,sizeof(myaddr));
if(ret == -1) {
continue;
}
else{
printf("bind successfully!\n");
break;
}
}
（二）用户账号信息如何验证、存储
讲到这点，我们得先看看数据库方面的知识了，这里我用的是SQLite，其操作简单讲就是增、删、查、改这些，具体地C接口在这个程序中我使用的有sqlite3_open_v2（）、sqlite3_exec（）、sqlite3_get_table（）。其实说到数据库，我也是在做这个小项目过程中现学现卖的，所以就不多班门弄斧了，不过一些基本操作咱可以看这个网站。在这里我就介绍下我怎么存储怎么验证。
（1）存储
说到存储，在我这个小项目里那就只能是在注册过程才会用到了，而注册是在客户端进行，所以要先获取ID信息（昵称和密码），然后发送给服务器。服务器读取用户账号信息表格并分配一个尚未使用的ID，然后将账号信息（ID，name，passwd）插入到数据库，而插入成功了也就是说注册成功了，那就要返回一个注册成功标志给客户端。
//这个代码段是用来计算用户账号信息表中有多少条记录的，将这个数量加上起始的100的结果作为账号分配，就能使得账号不重复了。
int j = 100;
char *sql1 = "select * from hwy_id_sheet;";
sqlite3_get_table(db,sql1,&azResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);
j = j+ nrow;
memset(ack_ID_info,0,4);
sprintf(ack_ID_info,"%d",j);//---itoa
（2）验证登录
验证起始也跟前面“存储”差不多，就是：客户端获取登录信息（ID，passwd）–发送给服务器–服务器在用户账号信息表中查找是否有相关记录，有则代表登录成功，没有就代表登录失败–返回登录状态–若登录成功则也返回（name）。
sprintf(sql,"select * from hwy_id_sheet where id = '%s' and passwd = '%s';",
client_ID_info.id,client_ID_info.passwd);
sqlite3_get_table(db,sql,&azResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);
（三）群聊OR私聊
这好办，程序中，当写入的聊天信息中“目标ID”为“999”时发给所有人，也就是所谓的群聊；当写入的聊天信息中“目标ID”为其他ID如“101”时，则发给对应用户。
void SendMsgToAll(char *msg)
{
int i;
for(i=0;ivoid SendMsgToSb(int destfd,char *msg)
{
int i;
for(i=0;i（四）服务器端与客户端对应的fd和ID如何绑定？
因为服务器端accept客户端后会产生client_sockfd，之后服务器就用这个client_sockfd来与客户端通信，然而我们私聊时是无法得知服务器给某个客户端分配了哪一个client_sockfd的，只能通过ID来指定通信用户，所以就产生了这个问题了。至于怎么绑定，看下面结构体就知道了~
//id--fd结构体类型
typedef struct
{
int client_fd;
char client_id[4];
}client_id_to_fd;
（1）服务器每接收到客户端连接时就会产生一个对应的fd，这事写进client_fd中；
（2）服务器验证客户端登录账号成功时会获取一个正确的ID，这时再写进去。
由此也就实现了这一绑定了，之后怎么通信，看上面步骤（三）。
三、完整代码
（1）头文件–hwy_network_chat.h
#ifndef __HWY_NETWORK_CHAT_H__
#define __HWY_NETWORK_CHAT_H__
//聊天室中能注册登陆的最大人员数量
#define PEOPLE_NUM_MAX 10
//聊天信息（发送结构体）长度
#define CHAT_STRUCT_SIZE (POSITION_CONTENT+128)
//客户端最大连接数量
#define CLIENT_MAX 3
#define POSITION_SELFID 0
#define POSITION_NAME (4+POSITION_SELFID)
#define POSITION_DESTID (4+POSITION_NAME)
#define POSITION_TIME (4+POSITION_DESTID)
#define POSITION_CONTENT (26+POSITION_TIME)
//聊天室中人员身份信息
typedef struct
{
char id[4]; //登陆帐号
char name[4]; //昵称
char passwd[8];//登陆密码
}hwy_people_t;
//聊天消息之发送的格式
typedef struct
{
char self_id[4]; //自身ID
char name[4]; //自身昵称
char dest_id[4]; //目标ID
char time[26]; //发送时间
char content[128]; //发送内容
}hwy_send_msg_t;
//聊天消息之接收的格式
typedef struct
{
char who[4]; //发送者
char time[26]; //发送时间
char content[128]; //发送内容
}hwy_recv_msg_t;
#endif
（2）client.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "hwy_network_chat.h"
#include
//登录者帐号信息
static hwy_people_t client_id;
/*
* 功能：建立网络通信的初始化工作,包括创建套接字和绑定可用端口号
* 输入参数：无
* 输出参数：成功返回用于网络通信的套接字，失败返回-1
*/
int sock_init(void)
{
int ret;
int portnum;//端口号
//创建套接字--设置通信为IPv4的TCP通信
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket failed");
return -1;
}
//配置网络结构体
/*从50001开始，查找主机中尚未被占用的端口号，然后绑定
*/
struct sockaddr_in myaddr;
portnum = 50001;
while(1){
if(portnum > 65535){
printf("bind error because of no port number available!\n");
return -1;
}
myaddr.sin_port = htons(portnum++); //应用层端口号
myaddr.sin_family = AF_INET; //IPv4协议
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//通信对象的IP地址，0.0.0.0表示所有IP地址
//绑定套接字和结构体----主机自检端口号是否重复，IP是否准确
ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&myaddr,sizeof(myaddr));
if(ret == -1)
{
continue;
}
else{
printf("bind successfully!\n");
break;
}
}
return sockfd;
}
/*
*功能：连接服务器
*输入参数：套接字
*输出参数：连接成功与否的标志，成功返回1，失败返回0
* */
int sock_client(int sockfd)
{
//连接服务器
struct sockaddr_in srcaddr;
srcaddr.sin_port = htons(50000);//服务器的应用层端口号
srcaddr.sin_family = AF_INET;//服务器的IPv4协议
srcaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//服务器的IP地址-本地主机
int ret = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&srcaddr,sizeof(srcaddr));
if(ret == -1)
{
perror("connect failed");
return -1;
}
printf("connect OK\n");
return 0;
}
/*
*功能：验证登录或注册帐号信息
*输入：客户端套接字，登录/注册选择
*输出：登录成功1，注册成功2，任意失败-1
* */
int check_id(int sockfd,int choice)
{
char ID_info[17];//存储帐号信息以及登录/注册选择
int i;
char status[16];//存储登录/注册状态
int ret;
printf("check ID information!\n");
memset(ID_info,0,17);
//登录，携带ID 和密码
if(1 == choice){
ID_info[0]='1';
memcpy(ID_info+1,client_id.id,4);
memcpy(ID_info+9,client_id.passwd,8);
}
//注册，携带昵称和密码
else {
ID_info[0]='2';
memcpy(ID_info+5,client_id.name,4);
memcpy(ID_info+9,client_id.passwd,8);
}
//发送帐号信息给服务器端进行验证
for(i=0;i<16;i++){
if(ID_info[i] == '\0'){
ID_info[i] = '/';
}
}
ID_info[i] = '\0';
ret = send(sockfd, ID_info, strlen(ID_info), 0);
if(-1 == ret){
perror("send id_info error!");
return -1;
}
//接收帐号验证信息
memset(status,0,16);
ret = recv(sockfd,status,16,0);
if(-1 == ret){
perror("recv id_info error!");
return -1;
}
if(memcmp(status,"successfully!",13)==0){
//登录成功
//printf("login successfully!\n");
send(sockfd,"ok",3,0);
ret = recv(sockfd,client_id.name,4,0);
if(-1 == ret){
perror("recv ack_id_info error");
return -1;
}
return 1;
}
else if(memcmp(status,"sign up",7)==0){
//注册成功
//printf("sign up successfully!\n");
send(sockfd,"ok",3,0);
ret = recv(sockfd,client_id.id,4,0);
if(-1 == ret){
perror("recv ack_id_info error");
return -1;
}
return 2;
}
else
{
printf("login or sign up error!\n");
return -1;
}
}
/*
*功能：登录界面
*输入：客户端套接字
*输出：成功0，失败-1
*注意：登录失败可以重新登录，其他失败会退出
*/
int hwy_login(int sockfd )
{
int choice;//1--代表登录，2代表注册
int login_status;//登录状态,-1代表失败，1代表成功
int signup_status;//注册状态，-1代表失败，2代表成功
while(1){
printf("1------------login\n2------------sign up\n");
scanf("%d",&choice);
if(1 == choice){
//登录，输入ID和密码
printf("ID:");
scanf("%s",client_id.id);
printf("passwd:");
scanf("%s",client_id.passwd);
login_status=check_id(sockfd,choice);
if(1 == login_status){
//登录成功,进入聊天室
printf("欢迎登录聊天室～%s\n",client_id.name);
break;
}
else
continue;
}
else if(2 == choice){
//注册，输入昵称和密码
printf("name:");
scanf("%s",client_id.name);
printf("passwd:");
scanf("%s",client_id.passwd);
signup_status = check_id(sockfd,choice);
if(2 == signup_status){
//注册成功，返回登录界面
printf("注册成功\n");
printf("你的帐号为：%s\n请重新登录\n",client_id.id);
continue;
}
else {
//注册失败
return -1;
}
}
else {
printf("错误！请输入正确数值！\n");
continue;
}
}
return 0;
}
/*
*功能：获取聊天具体内容
*输入：保存聊天内容的指针
*输出：无
* */
//获取聊天具体内容
void get_send_content(char get_send_buffer[CHAT_STRUCT_SIZE])
{
int i;
char dest[4];//目标帐号
char time_buf[26];//时间
time_t t;
time(&t);
memset(get_send_buffer,0,CHAT_STRUCT_SIZE);
//发送者
memcpy(get_send_buffer+POSITION_SELFID,client_id.id,4);
memcpy(get_send_buffer+POSITION_NAME,client_id.name,4);
//接收者
//printf("你要发给谁？\n");
scanf("%s",get_send_buffer+POSITION_DESTID);
//发送内容
//printf("你要发什么？\n");
scanf("%s",get_send_buffer+POSITION_CONTENT);
//发送时间
memcpy(get_send_buffer+POSITION_TIME,ctime_r(&t,time_buf),26);
for(i=0;i （3）server.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "hwy_network_chat.h"
#include "sqlite3.h"
#include
//id--fd结构体类型
typedef struct
{
int client_fd;
char client_id[4];
}client_id_to_fd;
//将用户帐号和占用的文件描述符一一对应起来，
//方便后续一对一通信
client_id_to_fd id_to_fd[CLIENT_MAX];
//数据库的连接指针
static sqlite3 *db = NULL;
/*
*功能：建立网络通信的初始化工作,包括创建套接字和绑定可用端口号
*输入：无
*输出：成功返回套接字，失败返回-1
* */
int sock_init(void )
{
int ret;
//创建套接字--设置通信为IPv4的TCP通信
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
{
perror("socket failed");
return -1;
}
//配置网络结构体
struct sockaddr_in myaddr;
myaddr.sin_port = htons(50000); //应用层端口号
myaddr.sin_family = AF_INET; //IPv4协议
myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");//通信对象的IP地址，0.0.0.0表示所有IP地址
//绑定套接字和结构体----主机自检端口号是否重复，IP是否准确
ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&myaddr,sizeof(myaddr));
if(ret == -1)
{
perror("bind failed");
return -1;
}
return sockfd;
}
/*
*功能：把服务器接收的信息发给所有人
*输入：聊天信息具体内容
*输出：无
* */
void SendMsgToAll(char *msg)
{
int i;
for(i=0;i0){
printf("接收到的内容为：%s\n",recv_buffer);
if(memcmp(recv_buffer+POSITION_DESTID,"999",3)== 0)
SendMsgToAll(recv_buffer);
else{
for(i = 0;i< CLIENT_MAX;i++){
if(memcmp(id_to_fd[i].client_id,recv_buffer+POSITION_DESTID,\
3)== 0){
SendMsgToSb(id_to_fd[i].client_fd,recv_buffer);
break;
}
}
}
}
}
}
void service(int sock_fd)
{
printf("服务器启动...\n");
listen(sock_fd,CLIENT_MAX);
while(1){
struct sockaddr_in clientaddr;
int len = sizeof(clientaddr);
int client_sock = accept(sock_fd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&len);
if(client_sock== -1)
{
printf("accept failed...\n");
continue;
}
printf("accept OK!\n");
int i;
for(i=0;i （3）数据库相关代码
sqlite3.c sqlite3.h这个可以下载。
（4）编译方法
gcc client.c -lpthread -o client
gcc server.c sqlite.c -ldl -lpthread -o server
（路过的还请赐教下这个怎么写Makefile？？~）