Linux环境下——C语言聊天室项目
由于使用了多線程操作，客戶端進入程序后請先隨便注冊一次用戶后再進行使用。
本程序默認第一個用戶即ID為1的用戶為超級管理員。
由于線程阻塞，最后的踢人操作有阻塞，需要在被踢出在線鏈表后手動下線。
看了老師給的顏色控制命令之后，再也不想print白色的字了。。。
聊天室項目編寫時遇到的問題：
首先一定要備份，完成一步備份一下！
1.最開始卡住是那天的strncpy，查錯查了一下午加一個晚上，最后鵬哥幫著一個個print才發現是這個函數的問題。能用strcpy的地方一定不要用strncpy！
2.然后就是返回值來決定菜單的顯示，這個問題困擾了一天半，然后把程序拷貝到redhat上就可以跑了？？？回到Ubuntu一個個print，線程跑的比較慢，所以read的值能不能傳過來，要看主進程跑的比線程慢還是快了，最后一個sleep解決了一切卡了一天半的問題。沒事就要sleep！
3.然后鏈表卡住了，這塊知識掌握的的不夠牢固，最后一天在宿舍從起床到吃完飯一直在看鏈表，在梅總的指導下總算是對鏈表有了個清晰的認識，鏈表卡了一天！
4.傳參的細節問題，*星號， ?取地址符一定要會用。傳參到底是形參還是實參一定要搞懂！
5.最后雖然完成了程序但是由于框架是用if else搭出來的，顯得比switch case框架笨重很多，而且最后的管理員踢人功能也沒法完美的實現跳出菜單。做東西前，一定要先有規劃，規劃好框架再寫，要么最后改都改不了！
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一、基本內容和要求
基本內容：
本課程設計主要實現一個Linux下的局域網聊天工具的設計。該設計主要分為兩部分，客戶端部分和主機部分。運行服務器端程序可以和任意運行了客戶端程序的主機進行通信，通信內容能夠通過終端顯示出來。兩個部分都使用C語言，利用vim編輯器，通過Berkeley套接口編程實現相關功能。
基本要求：
設計一個可以運行在Linux平臺下C/S架構的即時聊天系統，實現聊天的各種基本功能。
二、項目配置
A. ?功能：能夠正確注冊，登錄，退出；
??????????能夠查詢、添加、刪除好友；
??????????能夠查看好友資料信息和狀態信息；
??????????能夠實現個人資料信息維護、修改、更新個人狀態信息；
??????????能能在顯示好友列表時顯示好友狀態；
??????????能夠實現正常地發送接收消息
??????????能夠查看聊天記錄.
??????????能夠實現管理員功能；
??????????能夠實現文件傳輸；
B. ?性能: 準確即時發送數據到指定用戶；
??????????能承載一定用戶數量壓力的服務器；
C. ?輸出：注冊信息，存儲到數據庫中；
??????????個人信息表，存到相應的個人用戶下；
??????????個人狀態表，存儲個人ID、是否在線等；
??????????好友列表，查看好友的信息、狀態、ID等；
D. ?輸入：輸入ID登錄，查找ID、添加好友ID；
??????????修改個人信息、個人狀態；
??????????發送聊天信息，查看聊天記錄；
E. ?安全方面：IP與ID一一對應，ID與密碼匹配登錄
F. ?支持系統：Linux；
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三、Linux-C相關知識
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3.1 socket編程頭文件和常用函數
【IP地址轉換函數】
點分十進制?? 整數? inet_pton和inet_ntop這2個函數能夠處理ipv4和ipv6。算是比較新的函數了。
{
?? #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>????? // arpa/inet.h：提供IP地址轉換函數
}
sys/types.h：數據類型定義
sys/socket.h：提供socket函數及數據結構
netinet/in.h：定義數據結構sockaddr_in
arpa/inet.h：提供IP地址轉換函數
netdb.h：提供設置及獲取域名的函數
sys/ioctl.h：提供對I/O控制的函數
sys/poll.h：提供socket等待測試機制的函數
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其他在網絡程序中常見的頭文件
unistd.h：提供通用的文件、目錄、程序及進程操作的函數
errno.h：提供錯誤號errno的定義，用于錯誤處理
fcntl.h：提供對文件控制的函數
time.h：提供有關時間的函數
crypt.h：提供使用DES加密算法的加密函數
pwd.h：提供對/etc/passwd文件訪問的函數
shadow.h：提供對/etc/shadow文件訪問的函數
pthread.h：提供多線程操作的函數
signal.h：提供對信號操作的函數
sys/wait.h、sys/ipc.h、sys/shm.h：提供進程等待、進程間通訊（IPC）及共享內存的函數
建議：在編寫網絡程序時，可以直接使用下面頭文件代碼
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <fcntl.h>
涉及到用戶權限及密碼驗證問題時加入如下語句：
#include <shadow.h>
#include <crypt.h>
#include <pwd.h>
需要注意的是，應該在編譯時鏈接加密算法庫，即增加編譯選項：
-lcrypt
涉及到文件及時間操作加入如下語句：
#include <sys/time.h> #include <utime.h> #include <time.h>
#include <sys/stat.h> #include <sys/file.h>
涉及到多進程操作時加入如下語句：
#include <sys/wait.h> #include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h> #include <signal.h>
涉及到多線程操作時加入如下語句：
#include <pthread.h> #include <sys/poll.h>
需要注意的是，應該在編譯時鏈接線程庫，即增加編譯選項：
-lthread
綁定端口
int bind(int sockfd, struct sockaddr *sa, int addrlen);
連接網絡（TCP）
int connect(int sockfd, struct sockaddr *servaddr, int addrlen);
監聽端口（TCP）
int listen(int sockfd, int queue_length);
響應連接請求（TCP）
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);
關閉
int close(int sockfd);
int shutdown(int sockfd, int how);
0—-禁接收
1—禁發送
2—禁收發
輪詢
int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set * writefds,? fd_set * exceptfds, struct timeval* timeout);
注意windows和unix中，函數返回后fd_set內容發生了改變，下次使用必須重新賦值。
接收和發送：
TCP: int send(int s, const void* buf, int len, int flags);
int recv(….);
UDP: int sendto(int s, const void* buf, int len, int flags, const struct sockaddr* to, int tolen);
int recvfrom(…);
基于消息的方式：
int sendmsg(int s, const struct msghdr * msg, int flags);
int recvmsg(…);
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3.2 Linux文件編程
1.Linux系統調用
操作系統負責管理和分配所有的計算機資源，為了更好的服務于應用程序，操作系統提供了一組特殊接口------系統調用。
通過這組接口用戶程序可以使用操作系統內核提供的各種功能，主要包括：進程控制、進程通信、文件系統管理、內存管理、I/O管理、網絡管理、套接字等
問題：為什么不允許程序直接訪問計算機資源？？？
2.用戶編程接口API
用戶編程接口API俗稱庫函數，為了提高用戶的編程效率，開發環境會把實現特定功能的函數封裝成函數庫供用戶調用。
系統調用/用戶編程接口API
一個是系統級別，一個是用戶級別
系統調用提供的數量和功能有限，函數庫非常豐富
系統調用屬于操作系統內核功能，移植性受限，用戶編程接口API與內核無關，只要計算機上安裝了相應函數庫，就可以調用，移植性好。
3.POSIX規范
Portable Operation System Interface
可移植的操作系統接口規范，由IEEE制定，目的是為了提高UNIX環境下的應用程序可移植性。
Linux類UNIX操作系統
4.Linux文件I/O
Linux下一切皆文件：
6類：普通文件、目錄文件、符號鏈接文件、管道文件、套接字文件、設備文件
l文件描述符：
對于內核而言，所有打開文件都由文件描述符表示。
文件描述符是一個非負整數。當打開一個現存文件或創建一個新文件時，內核向進程返回一個文件描述符。
當讀、寫一個文件時，用open或creat返回的文件描述符標識該文件，將其作為參數傳送給read或write。
5.文件標準I/O
ANSI C定義的用于I/O操作的一系列API函數
文件指針
FILE：每個被打開的文件都在內存中開辟一個區域，用來存放文件的有關信息。這些信息保存在一個結構體類型的變量中，該結構體類型是由系統定義的，稱為FILE(流)。
標準I/O庫的所有操作都是圍繞流(stream)來進行的，在標準I/O中，流用FILE 來描述。
流的含義：
定義：所有的I/O操作本質上都是從文件中輸入或輸出字節流，所以稱為流。
分類：文本流/二進制流。
文本流
定義：在流中處理的數據是以字符出現。在文本流中，’\n’被轉換成回車 ????????????????符CR和換行符LF的ASCII碼0DH和0AH。而當輸出時，0DH和0AH ??????????????????被轉換成’\n’
數字2001在文本流中的表示方法為 ?‘2’ ?‘0’ ?‘0’ ?‘1’ ??????????????????????????????????????????????????ASCII: ???50 ?48 ?48 ?49
ASCII： ??32 ?30 ??30 ?31
ASCII ???0010 0000 ?0001 1110 ?0001 1110 ?0001 1111
二進制流
定義：流中處理的是二進制序列。若流中有字符，則用一個字節的二進制 ????????????????ASCII碼表示；若是數字，則用對應的二進制數表示。對’\n’不進行 ????????????????變換
數字2001在二進制流中的表示方法為 00000111 ?11010001。
緩沖：
目的：盡量減少使用read/write的調用
定義：系統自動的在內存中為每一個正在使用的文件開辟一個緩沖區，從內存向磁盤輸出數據必須先送到內存緩沖區，裝滿緩沖區在一起送到磁盤中去。從磁盤中讀數據，則一次從磁盤文件將一批數據讀入到內存緩沖區中，然后再從緩沖區逐個的將數據送到程序的數據區。
全緩沖
當填滿I/O緩存后才進行實際I/O操作，或者滿足一定條件后，系統通過調用malloc來獲得所需要的緩沖區域，默認值全緩沖。
刷新(fflush)：標準I/O的寫操作。
當緩沖區滿了，或者滿足一定的條件后，就會執行刷新操作。
行緩沖
當在輸入和輸出中遇到新行符(‘\n’)時，進行I/O操作。
當流遇到一個終端時，典型的行緩存。
無緩沖
標準錯誤流stderr無緩沖。
很多的人機交互界面要求不可全緩沖。
標準I/O預定義3個流，他們可以自動地為進程所使用
標準輸入
0
STDIN_FILENO
stdin
標準輸出
1
STDOUT_FILENO
stdout
標準錯誤輸出
2
STDERR_FILENO
stderr
?
?
6.文件I/O與標準I/O的區別
l文件I/O又稱為低級磁盤I/O,遵循POSIX標準，在支持POSIX標準的系統上都能運行。
l標準I/O稱為高級磁盤I/O，遵循ANSI C標準，只要系統中有標準C函數庫，就可以運行。
l文件I/O執行讀寫操作時，會執行系統調用，直接讀寫磁盤文件。缺點：頻繁執行系統調用增加了系統開銷，因為頻繁在用戶態與內核態進行切換。
l標準I/O是在文件I/O的基礎上封裝了緩沖機制，所有文件操作實際上是在緩沖區里進行的，必要時才實際讀寫磁盤文件。缺點：如果程序異常退出，緩沖區里的內容有可能沒有寫入磁盤文件，信息丟失。
l文件I/O可以操作任何類型的文件
l標準I/O只能讀寫普通文件
7.文件I/O操作
l不帶緩沖
l通過文件描述符來訪問文件
文件I/O常用函數
open()/creat() close() read() write() lseek()
8.標準I/O操作
fopen() fclose()
fgetc()/fputc()一次讀或寫一個字符。
fgets()和fputs()一次讀或寫一行。
fread()和fwrite()函數支持直接I/O
fseek() ftell() rewind() Fflush（）
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3.3 線性表的順序存儲結構
1.線性表的順序存儲結構
typedef int datatype;
typedef struct Sqlist {
datatype List[MAX];
int length;
}Sqlist;
Sqlist L;
注意：初始化length的賦值含義；插入、刪除操作的位置判斷、溢出判斷；插入或者刪除后數據元素向后或者向前移動范圍判斷；
2.線性表的鏈式存儲結構
typedef int ElemType;
typedef struct Node
?{
?????ElemType data;
?????struct Node *next;
?}Node;
typedef struct Node * LinkList;
LinkList L;
函數原型：Initiate(LinkList *L)
函數調用：Initiate(&L);
*L=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
注意：頭節點概念（類型也是Node，不保存數據）；
??????頭指針概念（頭節點的next指針的值，保存的第一個數據節點的地址）；
??????插入、刪除時的判斷條件,注意判斷條件的差異（插入p!=NULL ??/ ??刪除p->next!+NULL）
?插入時，p指向要插入的位置i的前一個節點（1=<i<=Listlength()+1)
?p = *L; j = 1; ??
??while (p!=NULL && j < i) ????/* 尋找第i個結點 */
?????{
???????????p = p->next;
???????????++j;
?????} ???
?if (p==NULL || j > i)
????????return ERROR; ??/* 第i個元素不存在 */
????????????????
?s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); ?/* 生成新結點 */ ?
????????s->data = e; ???????
????????s->next = p->next; ?????/* 將p的后繼結點賦值給s的后繼 ?*/
????????p->next = s; ?????????/* 將s賦值給p的后繼 */
?
?刪除時，p指向要刪除的位置i的前一個節點（1=<i<=Listlength())
?p = *L; j = 1;
???while (p->next!=NULL && j < i) ?/* 遍歷尋找第i個元素 */
????????{
????????p = p->next;
????????++j;
????????} ?????
???if ((p->next)==NULL || j > i)
????????????return ERROR; ??????????/* 第i個元素不存在 */ ??
????????q = p->next;
????????p->next = q->next; ?/* 將q的后繼賦值給p的后繼 */
????????free(q);
?
?
3.4多線程知識
線程（thread）技術早在60年代就被提出，但真正應用多線程到操作系統中去，是在80年代中期，solaris是這方面的佼佼者.傳統的Unix也支持線程的概念，但是在一個進程（process）中只允許有一個線程，這樣多線程就意味著多進程.現在，多線程技術已經被許多操作系統所支持，包括Windows/NT、Linux。
進程：進程是一個具有一定獨立功能的程序的一次運行活動，同時也是資源分配的最小單元；進程是程序執行時的一個實例，即它是程序已經執行到課中程度的數據結構的匯集。從內核的觀點看，進程的目的就是擔當分配系統資源（CPU時間、內存等）的基本單位。
Linux系統是一個多進程的系統，它的進程之間具有并行性、互不干擾等特點。
也就是說，每個進程都是一個獨立的運行單位，擁有各自的權利和責任。其中，各個進程都運行在獨立的虛擬地址空間，因此，即使一個進程發生異常，它也不會影響到系統中的其他進程。
Linux系統下的多線程遵循POSIX線程接口，稱為pthread。編寫Linux下的多線程程序，需要使用頭文件pthread.h，連接時需要使用libpthread.a。
四、源程序注解
見程序：https://download.csdn.net/download/qq_39540224/10548861
五、結果分析
運行環境ubuntu12.04
詳見：Linux環境下——C語言聊天室項目界面展示
https://blog.csdn.net/qq_39540224/article/details/81098507
六、結論
本課程設計主要實現一個Linux下的局域網聊天工具的設計。該設計主要分為兩部分，客戶端部分和主機部分。運行服務器端程序可以和任意運行了客戶端程序的主機進行通信，通信內容能夠通過終端顯示出來。兩個部分都使用C語言，利用vim編輯器，通過Berkeley套接口編程實現相關功能。完成了一個可以運行在Linux平臺下C/S架構的即時聊天系統，實現聊天的各種基本功能。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux环境下——C语言聊天室项目的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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