消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

　　前言：

　　最近在學程序間通信，是以做了一個小項目練習一下。主要用消息隊列和socket(UDP)實作這個系統，并資料庫存儲資料，對C語言操作資料庫不熟悉的可以參照我的這篇部落格：https://www.cnblogs.com/liudw-0215/p/9593414.html，所有代碼送出我的Github上，位址：https://github.com/ldw0215/Chat-System.git，可以自行下載下傳，然後make一下就可以了。

　　一、項目要求

要求實作使用者注冊、使用者登入功能，密碼需加密顯示
要求實作聊天功能，雙方能互發消息
資料要求資料庫存儲

　　二、架構解析

　　主要流程圖如下：

　　主要有用戶端（使用者）和服務端，用戶端發送注冊、登入請求，服務端回應請求，并且雙方可以模拟聊天（互相發送消息），主要用戶端請求界面見下圖：

　　注冊、登入使用消息隊列進行通信的，聊天是通過socket(UDP)實作的！資料存在資料庫中，需要一張資料表，建表資料語句如下：

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  `password` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  `check` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `name` (`name`)
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=52 DEFAULT CHARSET=utf8;

　　三、用戶端實作

　　client.c建立不同的消息隊列的鍵，根據不同的消息類型的進行發送，并等待服務端響應，client.c代碼如下：

消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

#include "my.h"

Msg m;
Msg_stoc msg_stoc;

static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;

void showmenu()
{
    puts("-------CHAT----------");
    puts("|  1:發送  2:接收   |");
    puts("|      3:退出       |");
    puts("--------------------");
}

void show()
{
    puts("-------CHAT----------");
    puts("|  1:注冊  2:登入   |");
    puts("|      0:退出       |");
    puts("--------------------");
}

void send1()
{
    printf("%s","send");
    char buf[16] = {'\0'};
    char str[200] = {'\0'};
    struct sockaddr_in dui,zj;
    int n;
    short x;
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);

    }
    zj.sin_family = AF_INET;
    zj.sin_port = htons(5555);
    zj.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    n = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&zj,sizeof(zj));
    if(n < 0)
    {
        close(sockfd);
        perror("bind");
        exit(-1);

    }
    //puts("請輸入對方号碼 端口 IP ");
    //scanf("%hd%s",&x,buf);
    getchar();
    dui.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.10.3.129");
    dui.sin_port = htons(8888);
    dui.sin_family = AF_INET;
    puts("請輸入想要發送的内容：");
    //gets(str);
    fgets(str,200,stdin);
    
    n = sendto(sockfd,str,sizeof(str),0,(struct sockaddr *)&dui,sizeof(dui));
    if(n <= 0)
    {
        close(sockfd);
        perror("sendto");
        exit(-1);

    }
    close(sockfd);
    return;
    
}
#if 1 
void asend(int sockfd,struct sockaddr_in dui)
{
    char buf[200] = {'\0'};
    int n;
    puts("請輸入要回複的内容：");
    fgets(buf,200,stdin);
    //gets(buf);
    n = sendto(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&dui,sizeof(dui));
    if(n <= 0)
    {
        perror("sendto");
        close(sockfd);
        exit(-1);

    }
    close(sockfd);
    return ;
}

void choose1(char ch ,int sockfd,struct sockaddr_in dui)
{
    switch(ch)
    {
    case 'a':
        asend(sockfd,dui);
        break;
    case 'n':
        break;
    default:
        puts("input error!");
        break;

    }
}
#endif
void recv1()
{
    struct sockaddr_in dui,zj;
    socklen_t len = sizeof(dui);
    int n;
    char buf[200] = {'\0'};
    char ch;
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket");
        exit(-1);

    }
    zj.sin_family = AF_INET;
    zj.sin_port = htons(5555);
    zj.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    n = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&zj,sizeof(zj));
    if(n < 0)
    {
        close(sockfd);
        perror("bind");
        exit(-1);

    }
    n = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&dui,&len);
    if(n <= 0)
    {
        close(sockfd);
        perror("recvfrom");
        exit(-1);
    }
    puts(buf);
    puts("是否要回複： 回複-》a,不回複-》n");
    ch = getchar();
    getchar();
    choose1(ch,sockfd,dui);
}

void choose(int ch)
{
    printf("%d",ch);
    switch(ch)
    {
    case 1:
        m.type = 5;
        msgsnd(msgid_ctos,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);
        send1();
        break;
    case 2:
        recv1();
        break;
    case 3:
        exit(0);
        break;
    default:
        puts("input error!");
        break;

    }
}

void regis()
{
    printf("請輸入姓名：");
    scanf("%s",m.name);
    
    printf("請輸入密碼：");
    scanf("%s",m.passwd);
    m.type=1;
}

void login(void)
{
    printf("請輸入使用者名：");
    scanf("%s",&m.name);

    printf("請輸入密碼：");
    scanf("%s",&m.passwd);
    m.type=3;
}

int main(int argc ,char *argv[])
{
    msgid_ctos=get_ctos_msg();
    msgid_stoc=get_stoc_msg();
    
    int temptype;
    
    while(1)
    {
        show();
        int a = 0;
        scanf("%d",&a);
        getchar();
        switch(a)
        {
                case 0:return 0;
                case 1:regis();temptype=2;break;     //注冊
                case 2:login();temptype=4;break;   //登入
        }
        
        int ret;
        long type=0;
        
        
        printf("name:%s,passwd:%s\n", m.name,m.passwd);
        msgsnd(msgid_ctos,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);

        sleep(2);
        msgrcv(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc),temptype,0);
        
        if(0 == strcmp(msg_stoc.check,"yes"))    
        {
            printf("%s",msg_stoc.info);
            break;
        }
    }
    
    while(1)
    {
        showmenu();
        int ch;
        puts("請輸入功能");
        scanf("%d",&ch);
        getchar();
        printf("%d",ch);
        choose(ch);
    }
    return ;
}

View Code

　　注意，不同的通信，要用建立不同消息隊列的鍵，并且消息類型也要不同！

　　四、服務端實作

　　服務端主要接送并響應用戶端，主要建立不同的子程序，然後調用exec族函數，調用二進制檔案，并通過消息隊列接收阻塞執行，并建立信号，檢測Ctrl+c信号，是程序退出，服務端響應截圖如下：

　　其實作代碼如下：

消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

#include"my.h"

static pid_t sub_pid[9];

static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;

void sigint(int signum)
{
    int i;
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        kill(sub_pid[i],SIGKILL);
    }
    
}

int main(int argc,char*argv[])
{
    signal(SIGINT,sigint);

    msgid_ctos=get_ctos_msg();
    msgid_stoc=get_stoc_msg();
    
    sub_pid[0]=vfork();
    if(0==sub_pid[0])
    {
        execl("register","register",NULL);
    }


    sub_pid[1]=vfork();
    if(0==sub_pid[1])
    {
        execl("login","login",NULL);
    }

    sub_pid[2]=vfork();
    if(0==sub_pid[2])
    {
        execl("chat","chat",NULL);
    }

    wait(NULL);
    return 0;
}

　　四、各子產品及資料庫解析

　　資料庫是通過資料庫函數實作的，需要頭檔案<mysql.h>,并鍊上動态庫-I/usr/include/mysql -L/usr/lib64/mysql -lmysqlclient，資料量比較小，之後還要考慮優化的問題；

　　注冊、登入、聊天都是不同的.c檔案生成二進制實作的：

　　注冊通過消息隊列接收使用者名和密碼存入資料庫，代碼如下：

消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

#include"my.h"

Msg per;
Msg_stoc msg_stoc;

static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;

void open_cli()
{
    MYSQL conn;
    int res;
    //MYSQL_RES * result;
    //MYSQL_ROW row;
    mysql_init(&conn);

    //第三、四和五個參數，需要自己修改一下
    if (mysql_real_connect(&conn, "localhost", "root", "p@s#0fSPV", "pvault", 0, NULL, 0)) {
        printf("coneect mysql successful\n");
        char insert_query[80];            
        //insert
        memset(insert_query, 0, sizeof(insert_query));
        strcat(insert_query, "insert into user(name,password) values('");
        strcat(insert_query, per.name);
        strcat(insert_query, "','");
        strcat(insert_query, per.passwd);
        strcat(insert_query, "')");
        printf("SQL語句: %s\n", insert_query);
        res = mysql_query(&conn, insert_query);
        if (!res) {
            printf("insert %lu rows\n", (unsigned long)mysql_affected_rows(&conn));
            sprintf(msg_stoc.check,"%s","no");
        }
        else {
            printf("insert error\n");
        }

    }
}


int main()
{
    msgid_ctos = get_ctos_msg();
    msgid_stoc = get_stoc_msg();

    //int    sockfd = socket_rcv();
    while(1)
    {
        int n;
        long type;
        //per.type = 1;    
        msgrcv(msgid_ctos,&per,sizeof(per)-sizeof(type),1,0);
        printf("name:%s,passwd:%s\n", per.name,per.passwd);
        sleep(1);    
        open_cli();
        //Msg m;
        msg_stoc.type = 2;
        sprintf(msg_stoc.check,"%s","no");
        printf("check:%s", msg_stoc.check);    
        msgsnd(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc)-sizeof(type),0);    
    }
}

　　登入也是通過消息隊列接收使用者名和密碼，并從查詢出資料，進行對比，是否可以登入，代碼如下：

消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

#include"my.h"

Msg per;
Msg_stoc msg_stoc;

static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;

void login(void)
{
    MYSQL conn;
    int res;
    MYSQL_RES * result;
    MYSQL_ROW row;
    mysql_init(&conn);

    //第三、四和五個參數，需要自己修改一下
    if (mysql_real_connect(&conn, "localhost", "root", "p@s#0fSPV", "pvault", 0, NULL, 0)) {
        printf("coneect mysql successful\n");
    char select_query[64] = {0};
    snprintf(select_query,64,"select name,password from user where name='%s'",per.name);
    printf("SQL語句: %s\n", select_query);
    if (mysql_query(&conn, select_query) != 0) {
        fprintf(stderr, "查詢失敗\n");
        exit(1);
    }
    else {
    if ((result = mysql_store_result(&conn)) == NULL) {
            fprintf(stderr, "儲存結果集失敗\n");
            exit(1);
        }
        else {
            while ((row = mysql_fetch_row(result)) != NULL) {
                printf("name is %s , ", row[0]);
                printf("age is %s\n", row[1]);
                if((0 == strcmp(row[0],per.name)) && (0 == strcmp(row[1],per.passwd)))
                    strcpy(per.info,"login success!");
            }
        }
    }
    
    }
}

int main()
{
    msgid_ctos = get_ctos_msg();
    msgid_stoc = get_stoc_msg();

    //int    sockfd = socket_rcv();
    while(1)
    {
        int n;
        long type;
        //per.type = 3;    
        msgrcv(msgid_ctos,&per,sizeof(per)-sizeof(type),3,0);
        //printf("name:%s,passwd:%s\n", per.name,per.passwd);
        sleep(1);    
        login();
        //Msg m;
        msg_stoc.type = 4;
        sprintf(msg_stoc.check,"%s","yes");
        printf("check:%s", per.info);    
        msgsnd(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc)-sizeof(type),0);    
    }
}

　　聊天是通過socket（UDP）實作的。

　　總結：通過做這種小項目學到了很多，也發現許多不足，最重要的就是架構能力，之前都是做一小塊，沒有大局觀，雖然項目小，但五張俱全，很鍛煉人，繼續找項目做！

作者：

柳德維

出處：

https://www.cnblogs.com/liudw-0215/

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消息隊列、socket(UDP)實作簡易聊天系統

一、項目要求

二、架構解析

三、用戶端實作

四、服務端實作

四、各子產品及資料庫解析

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