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基于Linux的消息队列及多线程编程实现的聊天室（一）

2013-01-09 11:18 856 查看

本程序主要是针对Linux IPC通信初学者对Linux下消息队列通信机制，多线程编程，字符串处理，链表操作，信号简单处理等基本概念的练习。
原理：
消息队列是System V支持一种IPC机制，通过类似链表的操作向一个FIFO里通过msgsnd发送用户自定义数据，进程可以通过msgrcv来接收指定类似mtype的数据，从而实现进程间通信。

主要实现了以下功能：

> 通过多个终端登录，不同终端上登录用户实现私聊
> 群聊
> 查看在线用户
> 简单注册（没有实现用户保存，类似于公共聊天室）
下面是几种操作的处理流程分析。详细代码分析见下篇博文：
/article/1433038.html

代码下载：
http://download.csdn.net/detail/mr_raptor/4976808

>> 服务器通过特定的类型mtype：1000，从消息队列上接收数据。
>> 当前登录用户将随机产生（random()）的一个随机ID号作为申请用户ID，使用如下协议向服务器(mtype=1000)发送申请消息。
@msg.h
协议数据定义如下，共有4个段，以“：”作为分隔符。

// CMD:FROM:TIME:DATA 
#define     DATA_LEN    4
#define     OFT_CMD     0
#define     OFT_FRM     1
#define     OFT_TIM     2
#define     OFT_DAT     3
#define     DATA_TOK    ":"

CMD:FROM:TIME:DATA

CMD:表示执行的操作
FROM：表示来自哪个终端
TIME：申请时间
DATA：用户发送数据
>> 服务器在接收到用户申请请求后，从可用ID里取出可用ID号（可用ID从START_ID开始向上累加）分配给新申请用户，将其加入到服务器维护的链表里，然后将新分配ID号写回到客户端（使用客户端随机产生的ID号写回），并且以后通信都通过新的ID号作用消息队列的mtype。

@msg.h

#define     START_ID    1

>> 登录用户接收到服务器分配的新ID后，开启接收消息线程等待接收来自消息队列里发送给自己的消息。
@msg_client.c

if(login() == OK)
     while(pthread_create(&thread, NULL, receiver_looper, NULL) < 0);
    break;

void * receiver_looper(void * p){
    if(userid == 0)
        return NULL;
    char * data[DATA_LEN];
    char * str, *subtoken;
    int i;
    while(1){
        if(msgrcv(msgid, &msg_rcv, sizeof(msg_rcv), userid, 0) < 0){
            perror("msgrcv");
            continue;
        }else{

>> 当用户在消息队列上收到消息后，按照前面说的通信协议解析（strtok（））接收到的数据，格式化后依据不同的CMD操作用于分支处理。

#ifdef _DEBUG
            printf("%s received: %s\n", __func__, msg_rcv.buffer);
#endif
            memset(data, NULL, sizeof(data));
            for(str = msg_rcv.buffer, i = 0; ; str = NULL, i++){
                subtoken = strtok(str, DATA_TOK);
                if(subtoken == NULL)
                    break;
                data[i] = subtoken;
#ifdef _DEBUG
                printf("> data[%d] = %s\n", i, subtoken);
#endif
            }
            // process received data
            // data format error
            if(i != DATA_LEN)
                continue;

            switch(data[OFT_CMD][0]){
            case CMD_LIST:
                if(strcmp(data[OFT_FRM], TYPE_SERVER_STR)){
                    continue;
                }
                format_user_list(data[OFT_DAT]);
                break;
            case CMD_LOGOUT:
                if(strcmp(data[OFT_FRM], TYPE_SERVER_STR)){
                    continue;
                }
                printf("> %s ", data[OFT_DAT]);
                printf("%s\n", time2str(atol(data[OFT_TIM]), data[OFT_DAT]));
                exit(0);
            case CMD_CHAT:      // print chat content
                printf("\n%s \n\t\t", data[OFT_DAT]);
                printf("%s\n", time2str(atol(data[OFT_TIM]), data[OFT_DAT]));
                printf("\n%s# ", name);
                fflush(stdout);
                break;                                                        
            case CMD_SEND_FILE:
                break;
            }
        }

>> 群聊消息发送给服务器，服务器收到后，遍历在线链表，向每个在线用户发送消息。@msg_svr.c
下面是分支处理代码片段：

case CMD_TOALL:
     // send to all online client
     p = (&msg_list_head)->next;
     while(p){
         u= (struct user*)p;
         send_msg(u->id, CMD_CHAT, data[OFT_FRM], data[OFT_DAT]);
         p = p->next;
     }
     break;

注：本程序只能运行在一个主机上不同终端之间，不能实现跨主机通信。

运行情况如下：
服务器运行情况：