LinuxC语言简单实现基于UDP的网络群聊聊天室recvfrom/sendto-传输层

UDP 客户端 和 服务器 通信

要求

有新用户登录，其他在线的用户可以收到登录信息
有用户群聊，其他在线的用户可以收到群聊信息
有用户退出，其他在线的用户可以收到退出信息
服务器可以发送系统信息

提示

客户端登录之后，为了实现一边发送数据一边接收数据，可以使用多进程或者多线程
服务器既可以发送系统信息，又可以接收客户端信息并处理，可以使用多进程或者多线程
服务器需要给多个用户发送数据，所以需要保存每一个用户的信息，使用链表来保存 数据传输的时候要定义结构体，结构体中包含操作码、用户名以及数据

代码实现

服务器—01server.c

//---------------------------服务器-----------------------------
#include "./uDP.h"//创建节点的函数
int create_node(node_t **pnew, struct sockaddr_in cli_addr);//使用头插法插入数据
int insert_into_list_by_head(node_t *phead, struct sockaddr_in cli_addr);int main(int argc, const char *argv[])
{if (3 != argc){printf("Usage : %s <IP> <PORT>\n", argv[0]);exit(-1);}// 1.创建套接字     // IPV4使用,//UDPint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (-1 == sockfd){ERRLOG("socket error");}// 2.填充服务器网络信息结构体struct sockaddr_in server_addr;//清空、填充0memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET; // IPV4//端口号  填 8888 9999 6789 ...都可以//将无符号2字节整型  主机-->网络server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));// ip地址 要么是当前Ubuntu主机的IP地址 或者//如果本地测试的化  使用  127.0.0.1 也可以//将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值。server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//创建头节点-------链表//可以使用返回值的方式，也可以使用地址传递的方式node_t *phead = NULL;create_node(&phead, server_addr);//结构体长度socklen_t server_addr_len = sizeof(server_addr);// 3.将套接字和网络信息结构体绑定//强制类型转换//网络信息结构体if (-1 == bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr,server_addr_len))ERRLOG("bind error");//用来保存客户端信息的结构体// UPD网络通信//如果给发送端回信，就必须保存发送端的网络信息结构体struct sockaddr_in client_addr, client_addr_o;memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);//-------------------------------------------------------------------------------udp_t user_d; //客户端数据node_t *ptemp = NULL;node_t *pdel = NULL;pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0){ERRLOG("fork error");}else if (pid == 0) //子进程节收数据{while (1){//阻塞接收客户端发来的数据                              //强制类型转换//发送端的网络信息结构体if (-1 == recvfrom(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len))ERRLOG("recvfrom error");if (user_d.OS == 1){//在服务器显示printf("客户端 (%s:%d) >",inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));printf("[%s]上线\n", user_d.name);//遍历链表，将消息转发给除了自己之外的所有人ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){ptemp = ptemp->next;if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), sizeof(ptemp->cli_addr)))ERRLOG("sendto error");}//再将自己-使用头插法插入数据insert_into_list_by_head(phead, client_addr);}else if (user_d.OS == 2 || user_d.OS == 3){if (user_d.OS == 2){printf("[%s]发来消息\n", user_d.name);ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){ptemp = ptemp->next;if (memcmp(&(ptemp->cli_addr), &client_addr, sizeof(struct sockaddr_in))){if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), client_addr_len))ERRLOG("sendto error");}}}else if (user_d.OS == 3){printf("[%s]退出\n", user_d.name);ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){if (memcmp(&(ptemp->next->cli_addr), &client_addr, sizeof(struct sockaddr_in))){//不是自己就转发ptemp = ptemp->next; //只有不删除节点的情况下  ptemp才往后走if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), client_addr_len))ERRLOG("sendto error");}else{//是自己 就将自己在链表中删除pdel = ptemp->next;ptemp->next = pdel->next;free(pdel);pdel = NULL;}}}}else //父进程发来的系统消息{ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){ptemp = ptemp->next;if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), sizeof(ptemp->cli_addr)))ERRLOG("sendto error");}}}}else //父进程发送系统消息{while (1){printf("input > ");memset(user_d.buff2, 0, sizeof(user_d.buff2));scanf("%s", user_d.buff2);user_d.OS = 0;//把消息发给子进程if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&server_addr, server_addr_len))ERRLOG("sendto error");}}close(sockfd);return 0;
}//创建节点的函数
int create_node(node_t **pnew, struct sockaddr_in cli_addr)
{*pnew = (node_t *)malloc(sizeof(node_t));if (NULL == *pnew){ERRLOG("空间分配失败\n");}(*pnew)->cli_addr = cli_addr;(*pnew)->next = NULL;return 0;
}
//使用头插法插入数据
int insert_into_list_by_head(node_t *phead, struct sockaddr_in cli_addr)
{if (NULL == phead){ERRLOG("入参为NULL 请检查\n");}//创建新节点node_t *pnew = NULL;create_node(&pnew, cli_addr);//将新节点头插到原链表里pnew->next = phead->next;phead->next = pnew;return 0;
}

客户端—02client.c

//----------------------------------------客户端---------------------------------
#include "./uDP.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{if (3 != argc){printf("Usage : %s <IP> <PORT>\n", argv[0]);exit(-1);}// 1.创建套接字     // IPV4使用,//UDPint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (-1 == sockfd){ERRLOG("socket error");}// 2.填充服务器网络信息结构体struct sockaddr_in server_addr;//清空、填充0memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET; // IPV4//端口号  填 8888 9999 6789 ...都可以//将无符号2字节整型  主机-->网络server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));// ip地址 要么是当前Ubuntu主机的IP地址 或者//如果本地测试的化  使用  127.0.0.1 也可以//将strptr所指的字符串转换成32位的网络字节序二进制值。server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//结构体长度socklen_t server_addr_len = sizeof(server_addr);//-------------------------------------------------------------------------------char buff[128] = {0};udp_t user_d; //客户端数据SCANF_T:printf("input 操作码----------1登录 > ");scanf("%d", &user_d.OS);if (user_d.OS == 1){printf("input your name> ");scanf("%s", user_d.name);strcpy(buff,user_d.name);//将数据发给服务器                                    //强制类型转换   //网络信息结构体if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0, (struct sockaddr *)&server_addr, server_addr_len))ERRLOG("sendto error");}else{goto SCANF_T;}pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0){ERRLOG("fork error");}else if (pid == 0) //子进程节收数据{while (1){//接收服务器的应答//客户端就无须再保存服务器的网络信息结构体了//因为server_addr 没有改变if (-1 == recvfrom(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0, NULL, NULL))ERRLOG("recvfrom error");    if (user_d.OS == 0){printf("系统消息  > [%s]\n", user_d.buff2);}if (user_d.OS == 1){printf("[%s]上线了\n", user_d.name);}if (user_d.OS == 2){printf("%s >  %s\n", user_d.name, user_d.buff);}if (user_d.OS == 3){printf("[%s]下线了\n", user_d.name);}}exit(EXIT_SUCCESS); //退出进程的时候会刷新缓冲区}else//父进程节发数据{SCANF_T2:printf("input 操作码--2群聊---3退出 > ");scanf("%d", &user_d.OS);if (user_d.OS == 3){//将数据发给服务器                      //强制类型转换   //网络信息结构体if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0, (struct sockaddr *)&server_addr, server_addr_len))ERRLOG("sendto error");}else if (user_d.OS == 2){while (1){scanf("%s", user_d.buff);if (strcmp(user_d.buff, "quit") == 0){user_d.OS = 3;}//将数据发给服务器                      //强制类型转换   //网络信息结构体if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0, (struct sockaddr *)&server_addr, server_addr_len))ERRLOG("sendto error");if (user_d.OS == 3){exit(-1);}}}else{goto SCANF_T2;}wait(NULL); //阻塞等待回收子进程的资源}close(sockfd);return 0;
}

头文件—uDP.h

//-----------------基于UDP的网络群聊聊天室--------------------------
#ifndef __uDP_H__
#define __uDP_H__#include <stdio.h>
/*socket-bind-listen-accept*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
/*memset*/
#include <string.h>
/*sockaddr_in结构体*/
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
/*inet_addr*/
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
/*close*/
#include <unistd.h>
/*exit*/
#include <stdlib.h>
/*wait*/
#include <sys/wait.h>
/*select*/
#include <sys/select.h>
#define ERRLOG(errmsg)                                       \do                                                       \{                                                        \printf("%s--%s(%d):", __FILE__, __func__, __LINE__); \perror(errmsg);                                      \exit(-1);                                            \} while (0)typedef struct 
{int OS;//操作码-1登录///2群聊---3退出char name[20];//用户名char buff[1024];//客户端数据char buff2[1024];//服务器数据
}udp_t;typedef struct {struct sockaddr_in cli_addr;//数据域  保存客户端信息的结构体socklen_t len; 
}A_t;
//链表的节点
typedef struct __NODE{struct sockaddr_in cli_addr;//数据域  保存客户端信息的结构体struct __NODE *next;//下一节点的地址
}node_t;#endif

执行结果

注意

1. 链表只需插入第一次连接的（新登录的用户）网路信息结构体插入链表

//阻塞接收客户端发来的数据                            
if (-1 == recvfrom(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&client_addr,&client_addr_len))ERRLOG("recvfrom error");

if (user_d.OS == 1)
{
//在服务器显示printf("客户端 (%s:%d) >",inet_ntoa(client_addr.sin_addr),ntohs(client_addr.sin_port));printf("[%s]上线\n", user_d.name);//遍历链表，将消息转发给除了自己之外的所有人ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){ptemp = ptemp->next;if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,
(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr),sizeof(ptemp->cli_addr)))ERRLOG("sendto error");}//再将自己-使用头插法插入数据insert_into_list_by_head(phead, client_addr);
}

2. 群聊时，将消息转发给除了自己之外的所有人

if (user_d.OS == 2)
{printf("[%s]发来消息\n", user_d.name);ptemp = phead;while (ptemp->next != NULL){ptemp = ptemp->next;//判断不是自己再转发，是自己就不用发了if (memcmp(&(ptemp->cli_addr), &client_addr,sizeof(struct sockaddr_in))){if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), client_addr_len))ERRLOG("sendto error");}}
}

3. 退出时，判断ptemp的下一节点，若将自己从链表中删除则不需往后走

ptemp = phead;
while (ptemp->next != NULL)
{//此时 判断ptemp的下一节点if (memcmp(&(ptemp->next->cli_addr), &client_addr, sizeof(struct sockaddr_in))){//不是自己就转发//只有不删除节点的情况下  ptemp才往后走ptemp = ptemp->next; if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&(ptemp->cli_addr), client_addr_len))ERRLOG("sendto error");}else{//是自己 就将自己在链表中删除pdel = ptemp->next;ptemp->next = pdel->next;free(pdel);pdel = NULL;}
}

4. 为实现父进程发送系统消息，将消息发给子进程

	printf("input > ");memset(user_d.buff2, 0, sizeof(user_d.buff2));scanf("%s", user_d.buff2);user_d.OS = 0;//把消息发给子进程if (-1 == sendto(sockfd, &user_d, sizeof(udp_t), 0,(struct sockaddr *)&server_addr, server_addr_len))ERRLOG("sendto error");

精简如下

UDP的网络群聊聊天室精简