linux基于socket下的简单聊天室.docx

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linux基于socket下的简单聊天室

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;i

{

if（str[i]==c）

break;

}

if（i==n）

{

i=-1;

}

else

{

memset（left,0,strlen（left））;

for（k=0;k

{

left[k]=str[k];

}

}

for（j=i+1;j

{

if（str[j]=='\0'）

break;

right[j-i-1]=str[j];

}

left[i]='\0';

if（j

right[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,rec