网络聊天程序设计

江西理工大学应用科学学院嵌入式系统开发技术

课程设计专业： 电子信息工程班级：092班学号：20男姓名：林洪设计题目： 网络聊天程序设计2012年11月课程设计评分表姓名班级学号课设题目指导教师评分项目满分分值得分设计文档（30分）文档格式封面2页面布局4目录格式3图表质量2页眉页脚2文档内容内容完整性6内容逻辑性5内容正确性6程序代码（30分）程序功能15编程规范7编程文档8答辩（20分）课题陈述7问题答辩10是否超时3考勤（20分）20总评成绩指导教师评语签名： 年月日教研室意见签名： 年月日系统概述..・•・・・•・・・•・・・•・..需求分析 2.1功能需求 2.2性能需求 2.3运行环境要求.系统设计 3.1系统总体流程图 33.2系统模块设计 33.2.1转发信息模块3.2.1转发信息模块TOC\o"1-5"\h\z3.2.2用户登录模块 33.2.3群聊模块 4\o"CurrentDocument"3.3详细设计 43.3.1登录模块设计 43.3.2服务器模块 53.3.3消息格式化模块 63.3.4群聊模块 7调试及测试 8\o"CurrentDocument"4.1调试结果 84.2调试结果分析 9\o"CurrentDocument"设计总结 10\o"CurrentDocument"参考文献 10\o"CurrentDocument"附录 11系统概述Linux是一种针对PC计算机和工作站得操作系统。他具有像Windows和Mac那样的功能齐全的图形用户界面。由于Linux的开源的特点，越来越多的人转而使用Linux作为PC机得操作系统。Linux系统支持三种并发方式：多进程、多线程、以及I/O多路复用。而多线程技术是并行技术中开销较小，效率较高的一种方式，与其他两种方式相比，线程占用更少的系统资源，而且效率更高，是并发技术中最常用的方式。网络聊天程序是目前应用极为广泛的一种网络软件，对于方便人们的交流沟通非常有效，同时，作为一种典型的网络应用，编写网络聊天程序是学习基于Linux的网络编程的有效方法。服务器端：循环等候客户连接请求，一旦有客户连接请求，开启一个子线程接受并处理客户请求，接受来自客户的信息。然后将客户信息反转后再返回给客户端。主线程继续等待其他客户请求。服务器具有同时处理多个用户的能力。客户端：首先与服务器建立连接，然后向服务器发送数据进行交互，接受服务器的反馈信息并显示，之后继续等待用户输入直至用户输入ctil+D结束通信。客户端接到输入ctil+D后，客户端关闭连接并退出。本次课题设计是在使用Lmux线程和Socket接口的基础上，编写网络聊天程序，从而掌握Linux应用程序开发的基本方法，练习Linux线程及Socket编程的方法，从而将所学知识融会贯通。需求分析2.1功能需求本次课程设计需要完成以下功能：（1） 实现在服务器的控制下，完成多人聊天，采用单机多终端模拟方式。（2） 在服务器端，使用多线程机制，为多个用户服务。（3） 服务器能够对要求接入的客户端进行身份识别，完成聊天数据的转发，并能够将不同用户聊天记录存档。（4） 可发送文件，发送者可以取消开始或中途想放弃传达的文件，接受者可接受或拒绝传来的文件，并能够将传来的文件设定本地保存位置。2.2性能需求（1） 可靠性高，能在由于系统问题或其它原因产生错误后，作出相对应处理，比如网络初始化失败、服务器不在线等，可以提示用户安全退出本程序，在出现不可知的错误以后，可以尽量安全的退出程序。（2） 模块化设计此软件的功能，不同的模块实现不同的功能，使得软件易于以后的维护与扩展，在以后可以更好的完善本软件的功能，更方便于在工作中的应用。（3） 宜操作性，程序简单易懂，容易上手使用。2.3运行环境要求本项目开发主要完成软件开发可在Linux和wmdows平台下开发

系统设计3.1系统总体流程图1系统设计流程图3.2系统模块设计3.2.1转发信息模块服务器定义leadMessage函数用于存储要求请求连接的用户名，客户发送的信息，该消息服务器、客户端共享，客户端读取该信息，从而实现信息转发。3.2.2用户登录模块用户输入用户名、服务器ip地址及密码，如果通过合法性检测，则可进入聊天主界面与其他人进行聊天。

323群聊模块客户端点击“发送信息”按钮，该客户端的ip地址、端口号以及信息内容一起打包写入服务器readMessage函数，客户端通过线程可以读取该客户write中的内容。3.3详细设计3.3.1登录模块设计

用户登录需输入相关信息，经过相关的检测后，方可登录。登陆后可查看群聊信息,且可与其他人进行聊天3.3.2服务器模块图3服务器模块流程图

该服务器界面用于显示用户上线与下线的信息，不可用于聊天，是用于将客户端群聊时发送的信息转发给每一个在线用户，处于一个承接的作用。3.3.3消息格式化模块消息格式化是将用户的对应信息合成固定形式进行传送。图4消息格式化模块流程图3.3.4群聊模块用户登陆以后,3.3.4群聊模块用户登陆以后,图5群聊模块程序流程图可与显示在线的任何用户进行聊天，也可与在线用户一起进行群聊。调试及测试4.1调试结果1,启动SSHSecureShell软件后，将程序进行编译:total28-rvxrxjxr-x.1rootroot8277Nov2023:34client-ru-r—r―.1rootroot2557Nov717:43client.c-ruxrwxr-x.1rootroot7542Nov2023:33server-rv-r—r―.1rootroot3110Nov717:44server.c[rootBlocalhostchat]#0Connectedto192.168.1.25 SSH2-aesl28-cbc-图6编译程序,2,编译成功后，将服务器打开:[root01ocalhostchat]#./client有输入服务器ip地址192.168.1.25正在建立奁接a...套接口创建成功,正在链接服务器•…舷接服务器成功欢迎来到抑天室造输入你的用户昵称图7打开服务器3,打开服务器以后，需输入用户名称，即可进入聊天室进行聊天:-rwxrvxr-x.1rootroot7542Nov2023:33server-rv-r--r--•1rootroot3110Nov717:44server.c[root01ocalhostchat]#./server服务器险听端U5000...欢迎来到本抑天室新用户进入睥天室4图8准备进行聊天4,用户进行聊天:开始睥天吧（"Quit”断开连接）hello!!!luoqiang:helloluoqiang:!!![Connect履to192.168.1.2S SSH2-a契128-c图9用户聊天界面a[root@localhostchat]#•/server服务器监听端口5。00...欢迎来到本聊天室新用户进入聊天室4luoqiang:helloluoqiang:!!!Connectedto192.168.1.25 SSH2-aesl28"cbc-】图10用户聊天界面b4.2调试结果分析这是一个聊天室程序，可以实现群聊的功能，即当某个客户发出消息后，服务器和其他个客户端都能收到此消息。且能够显示客户端的用户名。但客户端退出聊天室后，服务器和其他在线客户端会有提示。实现群聊的机制是：当某个客户端需要发送消息是，它将此消息发送给服务器，服务器再将此消息转发给各客户端，各客户端之间是无连接的，即相互之间不能直接通信。因此，在服务器中，有两个线程，主线程用来监听是否有客户端登录服务器，若有，建立与其连接的套接字，并存入在线客户序列里，辅助线程是接收转发线程，其依次读取个客户端，看是否有消息送达，若有，取出，并转发给各其他客户端。在客户端也有两个线程，主线程用来向服务器发送消息，辅助线程用来接收服务器发出的消息。设计总结转眼间为期一周的嵌入式系统开发课程设计转眼就结束了，这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力以及学会了相互帮助，相互团结的团队精神，受益匪浅。从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。感谢谢老师的悉心教导和认真帮助，在我们遇到各种困难时给予我们最深刻的指导,让我们能够较顺利的完成此次课程设计。本次课程设计有李钱波、林洪、王宗敏集体完成。参考文献（1） 华清远见嵌入式培训中心编著《嵌入式Linux应用程序开发》（第二版）人民邮电出版社2011年7月（2） 谢小云编著《嵌入式系统综合项目》江西理工大学应用科学学院出版社，2011年（3） 王天苗，魏洪兴编著《嵌入式系统设计与实例开发》（第三看版）清华大学出版社，2007年附录/*******客户端程序cUent.c************/#iiiclude<stdlib.h>#iiiclude<stdio.h>#iiiclude<ernio.h>#iiiclude<string.h>#iiiclude<netdb.h>#iiiclude<sys/types.h>#iiiclude<netinet/in.h>#iiiclude<sys/socket.h>^defineTRUE1〃接受服务器消息线程入1〃接受服务器消息线程入11函数voidrecvfioniseivei()(charmes[1024];intnbvtes=0;J zwhile(1){memset(mes,0,sizeof(mes));nbytes=read(sockfcljnes,sizeof(mes));if(nbytes>0){mes[nbytes]=,\0,;}}pthread_exit(NULL);}int argc,char*aigv[])intsockfd;charbuffer[1024];stmctsockaddrinseiveraddi;stmcthostent*host;intpoitnumbeLiibytes;charstrhost[16];charclientname[20];charmes[1024];/*tlueadIDforthenewlycreatedtliiead*//*thread'sstiuctuie *//*tlueadIDforthenewlycreatedtliiead*//*thread'sstiuctuie */pthiead_tp_thread;if(aigc!=l){ fprmtf(stden\'*Usage:%s\a\n",argv[0]);exit⑴；}Printf (”请输入服务器ip地址\n”)；scanf(”％s",strhost);if((host=gethostbyname(stihost))==NULL){fpriiitf(stderr^Getliostnameenor\nH);exit⑴；} /*客户程序开始建立sockfd描述符*/printf ("正在建立套接口...3)；iR(sockfd=socket(AF_INET.SOCK_STREAM,0))==・l){fpriiitf(stden;nSocketError:Hs^^'^strerroi^emio));exit⑴；} /*客户程序填充服务端的资料*/bzero(&server_addr.sizeoRserver_addr));seiver_addi.sm_faniily=AF_INET;seiver_addi.sm_poit=htons(PORT);servei_addr.sin_addr=*((structin_addr*)host->h_addi);prmtf(”套接II创建成功，正在链接服务器...")；/*客户程序发起连接请求*/iRconnect(sockfd.(stnictsockaddr*)(&senrer_addi),sizeof(stnictsockaddi))==-l){ fpriiitf(stden;nComiectError:%s^\ii'\strenor(errno));exit(l);} /*连接成功了*/Pnntf (”链接服务器成功\n欢迎来到聊天室\1「)；Pnntf ("请输入你的用户昵称\n”)；scanf(H%sH,clientname);wnte(sockfd,clientname,sizeof(clientname));Pnntf(”\n\n开始聊天吧(\”Qu讯”断开连接)\n\n”)；thi_id=ptlnead_create(&p_tluead,NULL,recvfromserver,NULL);wliile(l){memset(buffer.O,sizeof(buffer));memset(mes,0,sizeof(mes));scaiif(M%s'\buffei);strcat(mes,clientname);sticat(mes；,:M);strcat(mes,buffer);//printff'maintluead%s\nM,mes);if((write(sockfcijiies,sizeof(mes)))==-l){ fpriiitf(stden;nWriteEnor:%s\n”,streiTor(emio));exit(l);}if(strcmp(buffer?nQuitn)=O){break;}) /*结束通讯*/close(sockfd);exit(O);

/*******服务器程序(server.c)************/#iiiclude<stdlib.h>#iiiclude<stdio.h>#iiiclude<errno.h>#iiiclude<string.h>#iiiclude<netdb.h>#iiiclude<sys/types.h>#iiiclude<netinet/in.h>〃在一条消息中最大的输出字符数//最大监听队列〃在一条消息中最大的输出字符数//最大监听队列〃监听端口〃最大的在线用户数量#defineMAXLINE1000#defineLISTENQ20#definePORT5000//maxi表示当前//maxi表示当前client数组中最大的用户的1值staticintmaxi=0:〃监听转发线程入I〃监听转发线程入II函数voidrecvandsend(void)(intindex=0;intnbvtes=0;charbuffer[1024];intlen;intoutmdex=0;wliile(l){iRmaxi>0){meniset(buffei\0,sizeof(buffer));nbytes=0;mdex++;nbytes=iead(client[index4-+].buffei-,sizeof(buffer));pnntR”％d,%d\iT,index,client[index]);if(nbytes>0)(buffer[nbytes]=r\O*;pnntff%s\n”,buffer);outindex=0;while(outindex<niaxi)if(wiite(client[outmdex++],buffei\sizeof(buffer))=1){ fprintf(stdeir/*WriteEiTor:%s\n,\sUenoi(enno));exit(l);)}if(mdex>=niaxi)mdex=O;pthiead_exit(NULL);}int argc,char*aigv[]){intclient_fci[LISTENQ],clientnum=O;;stiuctsockaddrinseiveraddi;stiuctsockaddrmclientaddr:— zintsiii_size5poitnumber;charhello[]=MHello!AreYouFine?\ii,r;intthi_id; /*tlueadIDfbrthenewlycreatedtluead*/ptluead_tp_thread;/*tluead'sstiucture */intnew_fd=0;meniset(client.O,sizeof(client));if(aigc!=l){fprmtf(stden;nUsage:%sportnumber\a\n”,argv[0]);exit⑴；} /*服务器端开始建立socket描述符*/iR(sockfd=socket(AF_INET.SOCK_STREAM,0))==・l){fpriiitf(stden;nSocketem)r:%s\ii\a”,stremK(ermo));exit⑴；} /*服务器端填充sockaddr结构3Vbzero(&servrei_addr.sizeof(stnictsockaddi_m));seiver_addi.siii_faniily=AF_INET;seiver_a