linux基于socket下简单聊天室.docx
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linux基于socket下简单聊天室
Linux操作系统与程序设计
课程设计B报告书
姓名：
学号：
班级：
专业：
指导老师：
郭玉华
计算机学院
时间：
2013年7月5日
一、课程设计目的
本次课设主要是为了加强对Linux系统下的编程的各种知识点的整合与灵活运用，让我们更加熟悉Linux下的编程操作。
重点在Linux下socket编程，了解TCP、UDP等协议的使用，并完成课设题目。
二、课程设计的实验环境
硬件：
PC机两台以上
软件：
LINUX系统VIM编译器,Fedora
三、课程设计总体要求
1．在LINUX下实现网络聊天，包括公聊、一对多私聊等功能；
2．实现客户端之间经网络传输文件；
3．保存聊天记录，以备必要时查询。
系统功能
系统主要实现4大聊天室功能：
1.注册与登录系统
2.公聊
3.私聊
4.文件传输
模块调用关系
各模块间调用关系如图2-2所示：
图2-2各模块间调用关系功能需求与系统模块的关系
实现原理
一、注册、登陆实现原理服务器端
服务器端建立好socket，等待连接，当客户端连接服务器，服务器接收连接，并接受客户端发送过来的消息，根据接收到的结构体所携带的协议来做相应的功能。
服务器端启动后如图3-1所示：
图3-1服务器端界面
1、注册：
如果协议为reg，则为客户端注册，首先将发送过来的结构体，提取用户名和密码，然后需要对用户名合法性检验，验证之后如果用户名合法则将用户信息保存到文件中，合法性的规则包括用户名不能重复和不能使用all等协议作为用户名，并且用户名和密码都不能为空。
如果注册成功，服务器端发送一个消息给注册的客户端，同样将消息保存在一个结构体里。
如果失败，也给客户端发送一个消息如“您输入的用户名不能为all”或者“用户名XX已经存在”。
注册结果如图3-2所示。
图3-2注册新用户
2、登录：
如果协议为login，则将用户名和密码信息提取，再遍历存放用户信息文件里的用户名和密码，直到验证成功为止，如果验证成功则对所有在线的用户发送一条消息：
“提示XX用户登录成功”；如果失败则只给登陆失败的客户端提示登录失败，并给出原因，如“用户名不存在”或者“用户名或者密码输入错误”，并跳转到相应的代码执行其他功能，成功则等待发送客户端消息，失败则关闭socket并结束线程，如图3-3所示\
图3-3用户登录
3、监听和踢出客户端：
通过查看和修改绑定的socket和在线用户队列实现查看和踢出在线用户，提出用户后向被踢出用户发送相关信息，如图3-4所示。
图3-4显示当前在线用户
这里从服务器端发回给客户端的消息使用sprintf到一个字符串来发送。
客户端
客户端的输入和消息的显示要使用2个终端，一个client,一个是Display。
Client终端为输入的界面，在这个界面里，新建一个线程来接受服务器端发来的消息，再添加时间信息，并将这些信息写入文件，然后给Display进程发送一个消息，Display进程接到消息，就去读取文件，并将这些数据显示在Display终端。
打开客户端Display终端界面，用lseek将内部指针指向文件末尾，等待Client终端里的线程将消息写入文件。
一旦有消息过来，就去文件里读取数据并打印在Display终端。
打开客户端Client终端界面，有3个菜单，一个注册、一个登陆、一个退出，选择相应项即可进行相关操作，注册和登录如图
服务器端客户端发送给服务器端使用的协议：
1、all$msg，为给所有人发送消息。
2、直接输入view$获得在线用户列表。
3、who$msg，给用户名为“who”的用户发送私聊消息。
4、trans$who$filename将文件传输给who。
5、reg为注册。
6、login为登陆。
私聊实现原理
一、客户端
可以使用who$msg的形式发送私聊信息，意味着，这个消息是发送给who的。
或者，先使用who$来切换到发送私聊消息，这个时候，你不需要加上协议，即可给who这个用户发送消息，如图3-7、图3-8所示：
图3-7e向q发信息
图3-8q收到e发来的消息
当然，上述方法也可实现一对多聊天，如图3-9所示：
图3-9一对多聊天
这些消息都加上协议who来封装成结构体，再发送给服务器端。
二、服务器端
如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给相应的接受信息的客户端。
接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。
公聊实现原理
一、客户端
客户端在登陆成功之后，默认就是all协议，可以直接发送公聊信息，不需要加上任何的协议，实现对所有人的人进行聊天。
命令为all$msg，给所有人发送消息。
或者先使用all$来切换到给所有人发送消息，切换后，不需要加上协议即可发送了，如图3-10、图3-11所示：
图3-10xdy发送公聊信息
图3-11各用户接收q的公聊信息
这些消息都根据协议来封装成结构体，再发送给服务器端。
二、服务器端
如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给相应的接受信息的客户端。
接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。
文件传输实现原理
一、客户端
如果某个客户端想发送文件给其他客户端，则直接使用命令trans$who$filename。
Filename包括本地的路径和文件名。
Trans为协议，就是标志为传输文件。
Who就是发送给谁。
Filename就是要发送的文件在本地的文件名。
发送和接收文件如图3-12、图3-13所示：
图3-12
注册与登录系统实现
1、注册的时候与服务器的交互过程：
请输入你的用户名:
******
请输入密码:
******
youpass:
******
请再次输入密码:
******
passyou:
******
正在等待服务器应答...
接到服务器发来的信息:
注册成功!
2、登陆的时候与服务器的交互过程：
请输入你的用户名:
******
请输入密码:
******
正在等待服务器应答...
接到服务器发来的信息:
登录失败!
您还有2次机会,之后将退出程序!
请输入你的用户名:
******
请输入密码:
******
正在等待服务器应答...
接到服务器发来的信息:
登录成功!
3、退出：
关闭socket，退出程序。
聊天功能实现
1、两个用户在私聊功能
who$：
********（聊天内容）****
Who就是发送给谁。
2、公聊功能
all$：
********（聊天内容）****
功能实现展示如下图4-3-1所示：
传输文件功能实现
使用trans$who$filename格式传送文件：
Filename包括本地的路径和文件名。
Trans为协议，就是标志为传输文件。
Who就是发送给谁。
Filename就是要发送的文件在本地的文件名。
总结
本次课程设计顺利完成了LINUX下聊天室工具的设计，包括注册、登记，私聊，公聊（群聊），传送文件等功能，送文件时可以传送文本。
通过本次课程设计，我的软件开发能力在一定程度上提高了，对LINUX程序设计这一门课程也有了比较深刻的了解。
实验过程中遇到了很多问题，刚开始对于shell一些简单的编程都不是很熟悉，通过去图书馆查阅资料，询问老师和同学，上网查阅资料，才得以解决各个问题，这个设计基本上完成了老师要求的公聊，私聊以及文件传输，但是由于自己能力的有限，没能做出一个窗体，让系统更完美化，这还西药以后的继续努力。
附录
/******check.h******/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMAXLEN1024
structmessage
{
charflag[15]。
charname[10]。
intsize。
charmsg[MAXLEN]。
}。
intreg_check（structmessage*recievemsg）。
intlogin_check（structmessage*recievemsg）。
/******check.c******/
#include"check.h"
intreg_check（structmessage*recievemsg）
{
intfd。
intread_size,write_size。
structmessagecmpmsg。
if（strlen（recievemsg->name）>10||strlen（recievemsg->msg）>20）
{
return1。
}
if（strcmp（recievemsg->name,"all"）==0）
{
return-1。
}
if（strcmp（recievemsg->name,"reg"）==0）
{
return-1。
}
if（strcmp（recievemsg->name,"login"）==0）
{
return-1。
}
if（strcmp（recievemsg->name,"trans"）==0）
{
return-1。
}
if（（fd=open（"user.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666））<0）
{
perror（"open"）。
printf（"open\n"）。
return-2。
}
do
{
if（（read_size=read（fd,&cmpmsg,sizeof（cmpmsg）））<0）
{
perror（"read"）。
close（fd）。
return-2。
}
if（read_size!
=sizeof（structmessage）&&read_size!
=0）
{
close（fd）。
return-2。
}
if（strcmp（recievemsg->name,cmpmsg.name）==0）
{
close（fd）。
return-1。
}
}while（read_size==sizeof（structmessage））。
if（（write_size=write（fd,recievemsg,sizeof（structmessage）））<0）
{
perror（"write"）。
close（fd）。
return-2。
}
while（write_size!
=sizeof（structmessage））
{
//write_size=0-writesize。
lseek（fd,-write_size,SEEK_CUR）。
write_size=write（fd,recievemsg,sizeof（structmessage））。
}
printf（"writefilesuccess\n"）。
close（fd）。
return0。
}
intlogin_check（structmessage*recievemsg）
{
intfd。
structmessagecmpmsg。
intread_size。
if（（fd=open（"user.txt",O_RDONLY））<0）
{
perror（"open"）。
return-2。
}
do
{
if（（read_size=read（fd,&cmpmsg,sizeof（structmessage）））<0）
{
perror（"read"）。
close（fd）。
return-2。
}
if（read_size!
=sizeof（structmessage）&&read_size!
=0）
{
close（fd）。
return-2。
}
if（（strcmp（recievemsg->name,cmpmsg.name）==0）&&（strcmp（recievemsg->msg,cmpmsg.msg）==0））
{
close（fd）。
return0。
}
}while（read_size>0）。
close（fd）。
return-1。
}
/*
voidmain（）
{
structmessagesendmsg。
printf（"inputname:
\n"）。
gets（sendmsg.name）。
printf（"inputmima:
\n"）。
gets（sendmsg.msg）。
printf（"%d\n",reg_check（&sendmsg））。
//printf（"%d\n",login_check（&sendmsg））。
}
*/
/******client.c******/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMAXLEN1024
structmessage
{
charflag[15]。
charname[10]。
intsize。
charmsg[MAXLEN]。
}。
structmsq
{
longmsg_type。
charmsg_text[5]。
}。
intqid=-1,fd=-1,sockfd,savefilefd=-1。
charfilefromname[10]。
voidhandleQuit（intsignal_no）
{
if（fd>0）
close（fd）。
close（sockfd）。
if（qid>0）
{
if（（msgctl（qid,IPC_RMID,NULL））<0）
{
printf（"消息队列无法关闭\n"）。
exit
（1）。
}
}
close（savefilefd）。
printf（"程序正常退出\n"）。
raise（SIGQUIT）。
}
voidcutStr（charstr[],charleft[],intn,charright[],intm,charc）
{
inti,k,j。
for（i=0。
ii++）
{
if（str[i]==c）
break。
}
if（i==n）
{
i=-1。
}
else
{
memset（left,0,strlen（left））。
for（k=0。
kk++）
{
left[k]=str[k]。
}
}
for（j=i+1。
jj++）
{
if（str[j]=='\0'）
break。
right[j-i-1]=str[j]。
}
left[i]='\0'。
if（jright[j-i-1]='\0'。
else
right[m]='\0'。
}
voidhandlesendfile（void）
{
structmessagefiledata。
//printf（"filefromname=%s\n",filefromname）。
do
{
memset（filedata.msg,0,sizeof（filedata.msg））。
filedata.size=read（savefilefd,filedata.msg,1000）。
strcpy（filedata.flag,"transf"）。
strcpy（filedata.name,filefromname）。
if（filedata.size==0）
{
printf（"文件传输完毕\n"）。
strcpy（filedata.msg,"end$"）。
}
elseif（filedata.size>0）
{
printf（"filedata.msg=%s\n",filedata.msg）。
send（sockfd,&filedata,sizeof（structmessage）,0）。
}
else
{
printf（"读取文件失败,文件传输中止\n"）。
break。
}
}while（filedata.size>0）。
close（savefilefd）。
savefilefd=-1。
}
voidhandlerecvmsg（int*sockfd）
{
intconnfd=*sockfd。
intnread。
charbuf[1024]。
charstr[1024]。
structmessagerecvmsg。
time_ttimep。
structmsqmsg。
if（（fd=open（"chatlog.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND））<0）
{
printf（"打开聊天记录文件失败!
"）。
exit
（1）。
}
//printf（"%d\n",fd）。
if（（qid=msgget（2222,IPC_CREAT|0666））==-1）
{
printf（"创建消息队列失败\n"）。
exit
（1）。
}
msg.msg_type=getpid（）。
strcpy（msg.msg_text,"OK"）。
while
（1）
{
nread=recv（connfd,&recvmsg,sizeof（structmessage）,0）。
if（nread==0）
{
printf（"与服务器断开了连接\n"）。
close（fd）。
close（connfd）。
exit（0）。
}
elseif（strcmp（recvmsg.flag,"all"）==0）
{
time（&timep）。
sprintf（str,"%s%s发给所有人:
%s\n\n",ctime（&timep）,recvmsg.name,recvmsg.msg）。
}
elseif（strcmp（recvmsg.flag,"sermsg"）==0）
{
time（&timep）。
printf（"%s服务器发给所有人:
%s\n\n",ctime（&timep）,recvmsg.msg）。
continue。
}
elseif（strcmp（recvmsg.flag,"view"）==0）
{
time（&timep）。
printf（"%s当前在线客户端:
\n%s\n\n",ctime（&timep）,recvmsg.msg）。
continue。
}
elseif（strcmp（recvmsg.flag,"trans"）==0）
{
pthread_tpid。
if（strcmp（recvmsg.msg,"agree"）==0）
{
strcpy（filefromname,recvmsg.name）。
//创建线程发送文件
pthread_create（&pid,NULL,（void*）handlesendfile,NULL）。
}
elseif（strcmp（recvmsg.msg,"disagree"）==0）
{
printf（"对方拒绝接收文件\n"）。
close（savefilefd）。
savefilefd=-1。
}
elseif（strcmp（recvmsg.msg,"noexist"）==0）
{
printf（"该客户端不存在\n"）。
close（savefilefd）。
savefilefd=-1。
}
else
{
strcpy（filefromname,recvmsg.name）。
printf（"%s向你请求传名为%s文件,是否同意接受?
[agree（同意）|disagree（不同意）]\n",recvmsg.name,recvmsg.msg）。
savefilefd=0。
}
continue。
}
elseif（strcmp（recvmsg.flag,"transf"）==0）
{
intn。
if（strcmp（recvmsg.msg,"end$"）==0）
{
printf（"文件传输结束\n"）。
close（savefilefd）。
savefilefd=-1。
continue。
}
else
{
n=write（savefilefd,recvmsg.msg,recvmsg.size）。
//printf（"recvmsg.msg=%s\n",recvmsg.msg）。
while（n
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