C++ SOCKET多线程编程实现聊天小程序

C++多线程编程实现聊天小程序

TCP/IP 协议以及什么是网络协议？

在计算机网络中，实体之间的数据交换必须遵守预先约定的规则，这些规则称为协议。

网络协议的元素是：

1.数据和控制信息的语法、结构或格式

2.语义：需要发送什么样的控制信息，完成什么样的动作，做出什么样的响应

3. 时序：事件发生顺序的详细描述

在网络协议中，相同层次结构的通信实体必须实现相同的协议，这就是协议的互惠原则。

TCP/IP 架构和

本文不会讨论 TCP/IP 体系结构的细节。 如果你没有这方面的知识，又想快速了解这个东西，你可以把网络交流比作两个人之间写信。 你的信就是通信过程中要传输的消息或者数据，网络协议将你的“信”封装起来，比如贴上邮票、包好信封、放进邮箱，那么你的“信”就可以了通过邮局发送给收件人。

（）是TCP/IP网络操作系统为网络程序开发提供的典型网络编程接口。 通过发送消息来处理发送和接收消息。 你可以把它想象成一个“门”。 发送消息的进程将消息从“门”推出去； 消息推送出去后，利用底层通信设施将其传递到接收进程所在的“门”； 拉取消息。套接字又分为数据报套接字和流套接字，分别使用UDP协议和TCP协议。

编程

我们尝试写一个单播聊天室，它允许多个客户端连接到服务器，而单播意味着每个客户端只能单独与服务器通信，不同的客户端之间不能互相通信。 为了实现这个目标我们还需要使用多线程。 总体实现思路如下：

话不多说，让我们直接上代码吧。

结尾

#include "stdafx.h"
#include
#include
#include
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
const int PORT = 8000;
#define IP "127.0.0.1"
#define MaxClient 10//最多能接受同时在线的客户端数量，可以随意修改
#define MaxBufSize 1024
int num =0;//客户端数量计数器
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS
//服务线程
DWORD WINAPI SeverThread(LPVOID lpParameter)
{
    //新建一个SOCKET用于通信
	SOCKET *ClientSocket = (SOCKET*)lpParameter;
	int receByt = 0;
	char RecvBuf[MaxBufSize];
	char SendBuf[MaxBufSize];
	char exitBuf[5];
	//开始接收
	while (1)
	{
		receByt = recv(*ClientSocket, RecvBuf, sizeof(RecvBuf), 0);
		if (receByt > 0)
		{
		    //当客户端发来的消息是“exit”，就关闭连接
			if (strlen(RecvBuf)==4)
			{
				for (int i = 0; i < 5; i++)
				{
					exitBuf[i] = RecvBuf[i];
				}
				int flag = strcmp(exitBuf, "exit");
				if (flag==0)//接收到exit消息
				{
					cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
					num--;
					send(*ClientSocket, "Your server has been closed", sizeof(SendBuf), 0);
					closesocket(*ClientSocket);
					return 0;
				}
			}
				cout << "receive message :" << RecvBuf << " from client:" << *ClientSocket << endl;
			
		}
		else
		{
		    //下面说到的客户端关闭连接是指客户端掉线了
			if (WSAGetLastError() == 10054)//检测到客户端关闭连接
			{
				cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
				closesocket(*ClientSocket);
				num--;
				return 0;
			}
			else//接收失败显示错误信息
			{
				cout << "failed to receive,Error:" << WSAGetLastError() << endl;
				break;
			}
			
		}
		memset(RecvBuf, 0, 1024);
		cout << "input your message to client:" << endl;
		scanf_s("%s",SendBuf,MaxBufSize);
		int k = 0;
		k = send(*ClientSocket, SendBuf, sizeof(SendBuf), 0);
		if (k < 0)
		{
			if (WSAGetLastError()==10054)//检测到客户端主动关闭连接
			{
				cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
				closesocket(*ClientSocket);
				num--;
				return 0;
			}
			else//发送失败显示错误信息
			cout << "failed to send, Error:" << WSAGetLastError()<<endl;
		}
		memset(SendBuf, 0, 1024);
	}
	if (*ClientSocket != INVALID_SOCKET)
	{
		closesocket(*ClientSocket);
	}
	return 0;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	WSAData wsd;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd);
	SOCKET ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	SOCKADDR_IN ListenAddr;
	ListenAddr.sin_family = AF_INET;
	ListenAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;//本机ip
	ListenAddr.sin_port = htons(PORT);
	//绑定监听端口
	int n;
	n = bind(ListenSocket, (LPSOCKADDR)&ListenAddr, sizeof(ListenAddr));
	if (n == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "failed to bind!" << endl;
		return -1;
	}
	else
	{
		cout << "bind success to:" << PORT << endl;
	}
	//开始监听
	int l = listen(ListenSocket, MaxClient);
	if (l == 0)
	{
		cout << "server ready, wait to requirement..." << endl;
	}
	else
	{
		cout << "Error:" << GetLastError() << "listen return" << l << endl;
	}
	while (1)
	{
		//循环接收客户端连接请求并创建服务线程
		if(num < MaxClient)
		{
			SOCKET *ClientSocket=new SOCKET;
			HANDLE hThread;
			int SockAddrlen = sizeof(sockaddr);
			*ClientSocket = accept(ListenSocket, 0, 0);
			cout << "client " << *ClientSocket << " has connect to server" << endl;
			num++;
			hThread = CreateThread(NULL, NULL, &SeverThread, (LPVOID)ClientSocket, 0, NULL);
			CloseHandle(hThread);
		}
		else
		{
			cout << "Max Client!Please wait for accept..." << endl;
		}
	}
	closesocket(ListenSocket);
	WSACleanup();
	return 0;
}

在服务器端，每次有新的客户端请求建立连接时，服务器都会开启一个新的线程来为某个客户端提供服务，并在这个线程中创建一个新的线程来与客户端进行通信，服务器也应该能够在不同阶段（接收或发送）检测客户端是否断开连接，以便及时释放资源。

结尾

#include "stdafx.h"
#include
#include
#include
#include
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
const int PORT = 8000;
#define MaxBufSize 1024
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	WSADATA wsd;
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd);
	SOCKET SocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	SOCKADDR_IN ClientAddr;
	ClientAddr.sin_family = AF_INET;
	ClientAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	ClientAddr.sin_port = htons(PORT);
	int n = 0;
	n = connect(SocketClient, (struct sockaddr*)&ClientAddr, sizeof(ClientAddr));
	if (n == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "failed to connect" << endl;
		return -1;
	}
	cout << "success to connect to Server" << endl;
	
	char info[1024];//数据输入缓冲区
	char SendBuff[MaxBufSize];//发送数据缓冲区
	char RecvBuff[MaxBufSize];//接收数据缓冲区
	while (1)
	{
		cout << "input your message:" << endl;
		scanf_s("%s",&info,MaxBufSize);
		
		if (info[0] == '\0')
			break;
		strcpy(SendBuff, info);
		memset(info, 0, sizeof(info));
		int k = 0;
		k = send(SocketClient, SendBuff, sizeof(SendBuff), 0);
		memset(SendBuff, 0, sizeof(SendBuff));
		if (k < 0)
		{
			cout << WSAGetLastError() << endl;
			cout << "failed to send" << endl;
		}
		int n = 0;
		n = recv(SocketClient, RecvBuff, sizeof(RecvBuff), 0);
		if (n>0)
		{
			cout << "receive message from Server:" << RecvBuff << endl;
			memset(RecvBuff, 0, sizeof(RecvBuff));
		}
	}
	closesocket(SocketClient);
	WSACleanup();
	return 0;
}

在本例中，客户端与服务器建立连接后，必须首先发送消息来开始会话。 支持中英文聊天，一次最多发送1024字节数据。 如果要创建多个客户端，只需要多创建几个项目，将代码复制进去即可运行。或者直接复制几个编译好的exe程序

总结

在这个例子中，当多个客户端同时建立连接时，可以先发送消息，服务器不一定立即回复，但是当服务器收到多个客户端的消息然后回复时，回复的顺序是进来的接收顺序，谁先发消息，谁先回复。 我们无法在服务器端指定我将向谁发送下一条消息。 这是因为我没有使用线程池，所以无法识别不同的线程，无法建立连接，而且操作系统默认多个线程等待回复时（此时线程处于挂起状态），如果没有特殊规定，并且资源充足的话，必须遵循先到先得的顺序。 要完全理解这部分需要对操作系统有一定的了解。