利用消息队列实现多进程通信过程.docx
《利用消息队列实现多进程通信过程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用消息队列实现多进程通信过程.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
利用消息队列实现多进程通信过程
成绩：
课程设计报告
课程名称：
Unix课程设计
设计题目：
利用消息队列实现多进程通信过程
姓名：
专业：
网络工程
班级：
学号：
计算机科学与技术学院
网络系
2013年12月30日
一、选题背景
在UNIX程序设计中消息队列是使用频率最高的几个对象之一，它常应用于对等进程间的通
信和客户—服务器之间的通信。
采用消息队列作为货物托运渠道可以弥补以下缺陷：
（1）消息队列是一种先进先出的队列型数据结构，可以保证先送的货物先到达，后送的
货物后到达，避免了插队现象。
（2）消息队列将输出的信息进行了打包处理，这样就可以保证以每个消息为单位进行接收了。
（3）消息队列还可以将货物进行分类服务，标记各种类别的服务，这样就可以根据货物
类别分别出货。
消息队列是IPC对象的一种与同样提供先进先出服务的管道相比，它有如下特点：
（1）消息队列提供了消息的自动拆分功能，同时不能接收两次发送的消息。
（2）消息队列提供了不完全随机读取的服务，引入消息类型后，一个消息队列在逻辑上可以化身为多个不同消息类型的链表，用户可以自主选择接收某条逻辑链表上的消息，而不必依次接收队列的首条消息。
（3）消息队列提供了完全异步的读写服务。
基于以上背景，我们发现利用消息队列实现进程间的通信可以为我们提供方便，也会是通信效率更为提高。
二、设计思路
可以采用客户-服务器结构，其中服务器端实现各个用户的登录并存储相关信息，客户端通过服务器端获取当前登录用户信息，然后各客户进程通过消息队列实现双向通信。
编程实现两个进程间的通信，一个server（服务器）进程，一个client（客户）进程。
在client（客户）进程下选择注册或者登陆。
若是注册，则server（服务器）进程分给该客户一个新的登陆账号。
多个客户的账号存储在register.txt文件中。
若是选择登陆，登陆成功后服务器进程会显示登陆成功，否则显示登陆失败。
登陆后输入你要发送消息的对方的账号，输入账号后，服务器方显示该账号是否合理，如合理，即可实行通信。
三、主要问题的解决方法和关键技术
实现密码格式登录与注册，通过帐号显示用户名，显示发送消息的日期
四、程序流程图
五、原程序清单
//client.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
structmsgbuf{
longtype;
charbuf[1024];
};
structmsgbuf0{
longtype;
pid_tpid;
charusername[48];
charpassword[48];
charnumber[28];
};
voidfunc（）;
voidregist（）;//注册
voidpassw（）;
voidinputpassw（char*P）;
voidenter（）;//登录
voiddata（）;
voidstol（char*）;//加密
voidltos（char*）;//解密
structmsgbuf_msgbuf;
structmsgbuf0_msgbuf0,_msgbuf1;
intmsgid,index,flag;
longnumber;
pid_tpid,pid1;
FILE*fpr;
charusername[16],password[16],buf[64],inde[4],flg[4];
voidmain（）{//28
pid_tpid=getpid（）;
if（（msgid=msgget（0x4321,0666|IPC_CREAT））<0）{
fprintf（stderr,"msgget（）failed.\n"）;
return;
}
fprintf（stderr,"注册pleaseinput'z',登录input'd':
"）;
scanf（"%s",buf）;
memset（&_msgbuf0,0,sizeof（_msgbuf0））;
if（buf[0]==100）{
enter（）;//登录
}
elseif（buf[0]==122）{
regist（）;//注册
}
}
voidfunc（）{
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
_msgbuf.type=atoi（_msgbuf0.username）+100;
while（msgrcv（msgid,&_msgbuf,sizeof（_msgbuf.buf）,_msgbuf.type,IPC_NOWAIT）!
=-1）{
fprintf（stderr,"%s[receice].\n",_msgbuf）;
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
}
//signal（KILL,func）;
}
voidregist（）{
memset（_msgbuf0.username,0,16）;
memset（_msgbuf0.password,0,16）;
fprintf（stderr,"pleaseinputusername（注册）:
"）;
scanf（"%s",_msgbuf0.username）;
getchar（）;
if（strlen（_msgbuf0.username）<3||strlen（_msgbuf0.username）>16）{
fprintf（stderr,"thelengthofusernamecann'tless3（注册）andmore16.\n"）;
regist（）;
}
_msgbuf0.pid=getpid（）;
_msgbuf0.type=2;//查询
stol（_msgbuf0.username）;///加密
passw（）;//密码
_msgbuf0.type=2;
_msgbuf0.pid=getpid（）;stol（_msgbuf0.password）;///加密
fprintf（stderr,"doyouwanttogetanumberforchat:
（y/n）"）;
if（getchar（）=='y'）{
msgsnd（msgid,&_msgbuf0,128,0）;
memset（&_msgbuf0,0,sizeof（_msgbuf0））;
msgrcv（msgid,&_msgbuf0,128,getpid（）+10000,0）;
ltos（_msgbuf0.number）;
fprintf（stderr,"恭喜你获得一个聊天账号:
%s.\n",_msgbuf0.number）;
fprintf（stderr,"登录pleaseinput'd':
"）;
scanf（"%s",buf）;
if（buf[0]==100）{
enter（）;//登录
}
}
}
voidpassw（）{
fprintf（stderr,"pleaseinputpassword（注册）:
"）;
inputpassw（_msgbuf0.password）;
//scanf（"%s",_msgbuf0.password）;
while（strlen（_msgbuf0.password）<3||strlen（_msgbuf0.password）>16）{
fprintf（stderr,"thelengthofpasswordcann'tless3（注册）andmore16.\n"）;
fprintf（stderr,"pleaseinputpassword（注册）:
"）;
inputpassw（_msgbuf0.password）;
//scanf（"%s",_msgbuf0.password）;
}
fprintf（stderr,"pleaseinputpasswordagain（注册）:
"）;
inputpassw（password）;
//scanf（"%s",password）;
if（strcmp（_msgbuf0.password,password））{
memset（_msgbuf0.password,0,49）;
memset（password,0,17）;
fprintf（stderr,"两次输入的密码不一致，请从新填写信息。
\n"）;
passw（）;
}
}
voidenter（）{
memset（&_msgbuf0,0,sizeof（_msgbuf0））;
fprintf（stderr,"pleaseinputnumber（登录）:
"）;
scanf（"%s",_msgbuf0.number）;
getchar（）;
while（（strlen（_msgbuf0.number）!
=8）||（atoi（_msgbuf0.number）>）||（atoi（_msgbuf0.number）<））{
fprintf（stderr,"pleaseinputnumber（登录）:
"）;
scanf（"%s",_msgbuf0.number）;
getchar（）;
}
fprintf（stderr,"pleaseinputpassword（登录）:
"）;
inputpassw（_msgbuf0.password）;
_msgbuf0.type=1;
number=atoi（_msgbuf0.number）;
stol（_msgbuf0.number）;///加密
stol（_msgbuf0.password）;///加密msgsnd（msgid,&_msgbuf0,128,0）;
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
msgrcv（msgid,&_msgbuf,sizeof（_msgbuf.buf）,number,0）;
ltos（_msgbuf.buf）;
sscanf（_msgbuf.buf,"%01[^:
]:
%s",buf,username）;
if（!
（strcmp（buf,"n"）））{
fprintf（stderr,"%s登陆失败.\n.\n",username）;
enter（）;
}
fprintf（stderr,"%s登陆成功.\n.\n",username）;
if（（pid1=fork（））<0）{
fprintf（stderr,"fork（）failed.\n"）;
return;
}
if（pid1>0）{
data（）;
}
if（pid1==0）{
while
（1）{
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
if（msgrcv（msgid,&_msgbuf,sizeof（_msgbuf.buf）,number+,MSG_NOERROR）!
=-1）{
ltos（_msgbuf.buf）;//解密
fprintf（stderr,"\n%s\n\n[send]:
",_msgbuf.buf）;
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
}
}
}
}
voiddata（）{
longnumber1;
charusername1[16];
structtmwhen;
time_tnow;
while
（1）{
fprintf（stderr,"pleaseinput你要发送对方的账号:
"）;
memset（&_msgbuf1,0,sizeof（_msgbuf1））;
scanf（"%s",_msgbuf1.number）;
while（（strlen（_msgbuf1.number）!
=8）||（atoi（_msgbuf1.number）>）||（atoi（_msgbuf1.number）<）||（atoi（_msgbuf1.number）==number））{
fprintf（stderr,"pleaseinputnumberagain:
"）;
scanf（"%s",_msgbuf1.number）;
}
_msgbuf1.type=4;
_msgbuf1.pid=getpid（）;
number1=atoi（_msgbuf1.number）;
stol（_msgbuf1.number）;///加密
msgsnd（msgid,&_msgbuf1,128,0）;
msgrcv（msgid,&_msgbuf,sizeof（_msgbuf.buf）,getpid（）,MSG_NOERROR）;
ltos（_msgbuf.buf）;
sscanf（_msgbuf.buf,"%01[^:
]:
%s",buf,username1）;
if（!
（strcmp（buf,"y"）））{
while
（1）{
memset（&_msgbuf,0,sizeof（_msgbuf））;
time（&now）;
when=*localtime（&now）;
fprintf（stderr,"[send%s%02d:
%02d:
%02d%02d,%02d,%04d]:
",username1,when.tm_hour,when.tm_min,when.tm_sec,when.tm_mon+1,when.tm_mday,when.tm_year+1900）;
scanf（"%s",_msgbuf.buf）;
if（!
strcmp（_msgbuf.buf,"switch"））{
data（）;
break;
}
if（!
strcmp（_msgbuf.buf,"exit"））return;
time（&now）;
when=*localtime（&now）;
sprintf（_msgbuf.buf,"%s:
[receive--%s--%d--%02d:
%02d:
%02d--%02d,%02d,%04d\n\n\n]",_msgbuf.buf,username,number,when.tm_hour,when.tm_min,when.tm_sec,when.tm_mon+1,when.tm_mday,when.tm_year+1900）;
stol（_msgbuf.buf）;//加密
_msgbuf.type=number1+;
msgsnd（msgid,&_msgbuf,strlen（_msgbuf.buf）,0）;
}
}
}
}
//加密
voidstol（char*buf）{
longi;
charbuf1[1024];
sscanf（buf,"%s",buf1）;
memset（buf,0,sizeof（buf））;
for（i=0;isprintf（buf,"%s%03d",buf,buf1[i]+456）;
}
}
//解密
voidltos（char*buf）{
inti,n=strlen（buf）;
charbuf1[4],data[1024];
memset（data,0,sizeof（data））;
for（i=0;imemset（buf1,0,sizeof（buf1））;
sscanf（buf,"%03s%s",buf1,buf）;
i=i+3;
sprintf（data,"%s%c",data,atoi（buf1）-456）;
}
sprintf（buf,"%s",data）;
}
voidinputpassw（char*buf）{
structtermiotm_new,tm_old;
intfd=0,c=0;
memset（buf,0,sizeof（buf））;
ioctl（fd,TCGETA,&tm_old）;
tm_new=tm_old;
tm_new.c_lflag&=~（ECHO|ICANON）;//ECHO显示输入字符ICANON使用标准输入模式
ioctl（fd,TCSETA,&tm_new）;
while（（c=getchar（））!
=10）{
fprintf（stderr,"*"）;
sprintf（buf,"%s%c",buf,c）;
}
ioctl（fd,TCSETA,&tm_old）;
fprintf（stderr,"\n"）;
}
//Server.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
structmsgbuf{
longtype;
charbuf[1024];
};
structmsgbuf0{
longtype;
pid_tpid;
charusername[48];
charpassword[48];
charnumber[28];
};
voidfunc（）;
voidfunction（）;
voidstol（char*）;//加密
voidltos（char*）;//解密
intrand1（）;//随机产生一个9位数
structmsgbuf_msgbuf;
structmsgbuf0_msgbuf0,_msgbuf1;
structsembuf_buf;
//pthread_tpid;
FILE*fpr,*fpw;
charbuf[64],username[16],password[16],inde[4],flg[4],*p,number[10];
intmsgid,semid,shmid,index=0,flag=0,sum;
pid_tpid,pid_c;
voidmain（）{
if（（semid=semget（0x1234,2,0666|IPC_CREAT））<0）{
fprintf（stderr,"semget（）failed.\n"）;
return;
}
semctl（semid,0,SETVAL,1）;
semctl（semid,1,SETVAL,1）;
_buf.sem_flg=_buf.sem_flg&~IPC_NOWAIT;
if（（shmid=shmget（0x123,4,0666|IPC_CREAT））<0）{
fprintf（stderr,"shmget（）failed.\n"）;
return;
}
p=shmat（shmid,0,0）;
（*p）=0;
if（（msgid=msgget（0x4321,0666|IPC_CREAT））<0）{
fprintf（stderr,"msgget（）failed.\n"）;
return;
}
func（）;
}
voidfunc（）{
if（msgrcv（msgid,&_msgbuf0,128,-2,0）!
=-1）{
if（（pid=fork（））<0）{
fprintf（stderr,"fork（）failed.\n"）;
return;
}
if（pid==0）{
fprintf（stderr,"解密前receive[number]is%s,[username]is%s,[password]is%s.\n",_msgbuf0.number,_msgbuf0.username,_msgbuf0.password）;
ltos（_msgbuf0.username）;//解密
ltos（_msgbuf0.number）;//解密
ltos（_msgbuf0.password）;//解密
pid_c=_msgbuf0.pid;
if（_msgbuf0.type==1）{
//denglu
function（）;
}
if（_msgbuf0.type==2）{
//zhuce
_buf.sem_num=0;
_buf.sem_op=-1;
semop（semid,&_buf,1）;//wait（）;
if（*p==0）{
_buf.sem_num=1;
_buf.sem_op=-1;
semop（semid,&_buf,1）;//wait（）;
}
（*p）++;
_buf.sem_num=0;
_buf.sem_op=1;
semop（semid,&_buf,1）;//signal（）;
if（（fpr=fopen（"./register.txt","r"））==NULL）{
fprintf（stderr,"fopen（）failed.\n"）;
return;
}
memset（buf,0,sizeof（buf））;
see（）;
fclose（fpr）;
_buf.sem_num=0;///////////////
_buf.sem_op=-1;
semop（semid,&_buf,1）;//wait（）;
（*p）--;
_buf.sem_num=0;
_buf.sem_op=1;
semop（semid,&_buf,1）;//signal（）;
if（*p==0）{
_buf.sem_num=1;
_buf.sem_op=1;
semop（semid,&_buf,1）;//signal（）;
}
_buf.sem_num=1;
_buf.sem_op=-1;
semop（semid,&_buf,1）;//wait（）;
升级会员 