Linux下C语言多线程，网络通信简单聊天程序

功能描述：程序应用多线程技术，可是实现1对N进行网络通信聊天。但至今没想出合适的退出机制，除了用Ctr+C。出于演示目的，这里采用UNIX域协议（文件系统套接字），程序分为客户端和服务端。应用select函数来实现异步的读写操作。

　　　　　先说一下服务端：首先先创建套接字，然后绑定，接下进入一个无限循环，用accept函数，接受“连接”请求，然后调用创建线程函数，创造新的线程，进入下一个循环。这样每当有一个新的“连接”被接受都会创建一个新的线程，实现1对N的网络通信。在服务端程序中线程中用一个buffer读写，为了避免错误，这时就要给关键代码加上互斥锁work_mutex，具体见代码。

1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<string.h>
4 #include<pthread.h>
5 #include<sys/socket.h>
6 #include<sys/un.h>
7 #include<unistd.h>
8 #include<semaphore.h> //这里没有用二进制信号量可以删掉
9
10  char buffer[1024]; //读写用的区域
11 sem_t bin_sem;    //没用到的二进制信号量，可以删掉
12 void *pthread_function(void *arg); //线程入口函数声明
13 pthread_mutex_t work_mutex; //声明互斥锁
14
15 int main(){
16     int result;  //整数变量用来储存调用函数的返回值
17     struct sockaddr_un server_address, client_address;  //UNIX域的套接字，server_address用于服务端的监听，client_address用于客户端连接后的套接字
18     int client_len; //连接后，accept函数会把客户端的地址的长度储存在这
19     int server_socketfd, client_socketfd;//服务端和客户端的套接字文件描述符
20     pthread_t a_thread; //线程ID标志
21     pthread_attr_t thread_attr; //线程的属性，后面可以看的，被我注释掉了，没用到，可以删掉。
22
23     result = sem_init(&bin_sem, 0, 1); //初始化二进制信号量，因为用了互斥锁，所以没用到，可以删掉
24     if(result != 0){
25         perror("sem_init");
26         exit(EXIT_FAILURE);
27     }
28
29     result = pthread_mutex_init(&work_mutex, NULL);//初始化互斥锁
30     if(result != 0){
31         perror("pthread_mutex_init");
32         exit(EXIT_FAILURE);
33     }
34
35     server_socketfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);//创建套接字，用TCP连接方式，出于演示目的只用UNIX域套接字。
36
37     server_address.sun_family = AF_UNIX;
38     strcpy(server_address.sun_path, "server_socket");
39
40     unlink("server_socket"); //在绑定之前，把以前存在当前目录下的套接字删除
41
42     result = bind(server_socketfd, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)); //绑定
43     if(result != 0){
44         perror("bind");
45         exit(EXIT_FAILURE);
46     }
47
48     result = listen(server_socketfd, 5);//监听，最多允许5个连接请求
49     if(result != 0){
50         perror("listen");
51         exit(EXIT_FAILURE);
52     }
53
54     client_len = sizeof(client_address);
55     while(1){    //开始进入无限循环
56 /*        printf("If you want to quit, please enter 'quit'\n");
57         printf("Do you want to accept a connectiong\n");
58         memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
59         fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
60         if((strncmp("quit", buffer, 4))==0) break; */
61
62         client_socketfd = accept(server_socketfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_len); //接受一个连接请求
63
64 /*        result = pthread_attr_init(&thread_attr);
65         if(result != 0){
66             perror("pthread_attr_init");
67             exit(EXIT_FAILURE);
68         }
69         result = pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
70         if(result != 0){
71             perror("pthread_attr_setdetachstate");
72             exit(EXIT_FAILURE);
73         } */
74         result = pthread_create(&a_thread, NULL, pthread_function, (void *)client_socketfd); //成功接受一个请求后，就会创建一个线程，然后主线程又进入accept函数，如果此时没有连接请求，那么主线程会阻塞
75         if(result != 0){
76             perror("pthread_create");
77             exit(EXIT_FAILURE);
78         }
79
80     }
81 }
82
83 void *pthread_function(void *arg){  //线程入口函数，每调用一次pthread_create，都会创建一个新的线程
84     int fd = (int) arg; //把函数参数，即连接成功后的套接字，赋给fd.
85     int result;
86     fd_set read_fds;  //文件描述符集合，用于select函数
87     int max_fds;    //文件描述符集合的最大数
88
89     printf("%d id has connected!!\n", fd);
90     while (1){
91
92         FD_ZERO(&read_fds);//清空集合
93         FD_SET(0, &read_fds);//将标准输入放入监听的文件描述符集合， 这个用于读取标准输入，即键盘的输入
94         FD_SET(fd, &read_fds);//将连接后的客户文件描述符放入监听的文件描述符集合， 这个用于向客户端读取数据
95         max_fds = fd + 1;
96
97 //        sem_wait(&bin_sem);
98         pthread_mutex_lock(&work_mutex);  //对关键区域上锁
99         printf("%d has get the lock\n", fd);
100         result = select(max_fds, &read_fds, (fd_set *)NULL, (fd_set *)NULL, (struct timeval*)NULL); //开始监听那些文件描述符出于可读状态
101         if(result < 1){
102             printf("select");
103         }
104         if(FD_ISSET(0, &read_fds)){ //如果标准输入处于可读状态，说明键盘有所输入，将输入的数据存放在buffer中，然后向客户端写回，如果输入“quit”将会退出一个聊天线程
105             memset(buffer, '\0', sizeof(buffer)); //保险起见，清零
106             fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
107             if((strncmp("quit", buffer, 4))==0){
108                 printf("You have terminaled the chat\n");
109             //    sem_post(&bin_sem);
110                 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
111                 break;
112             }
113             else{
114                 result=write(fd, buffer, sizeof(buffer));
115                 if(result==-1){
116                     perror("write");
117                     exit(EXIT_FAILURE);
118                 }
119             }
120         }
121         if(FD_ISSET(fd, &read_fds)){  //如果客户套接字符可读，那么读取存放在buffer中，然后显示出来，如果对方中断聊天，那么result==0
122             memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
123             result = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
124             if(result == -1){
125                 perror("read");
126                 exit(EXIT_FAILURE);
127             }
128             else if(result == 0){
129                 printf("The other side has terminal the chat\n");
130             //    sem_post(&bin_sem);
131                 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
132                 break;
133             }
134             else{
135                 printf("receive message: %s", buffer);
136             }
137         }
138         pthread_mutex_unlock(&work_mutex); //解锁
139         sleep (1); //如果没有这一行，当前线程会一直占据buffer.让当前线程暂停一秒可以实现1对N的功能。
140 //        sem_post(&bin_sem);
141 //        sleep (1);
142     }
143 //    printf("I am here\n");
144     close(fd);
145     pthread_exit(NULL);
146
147 }
148

读者可以对比一下http://blog.csdn.net/hwz119/archive/2007/03/19/1534233.aspx

读者可以发现，链接网络中的程序需要结束当前一个聊天才能进行下一个聊天，而这个服务端可以同时对N个人进行聊天，尽管有些bug(如果客户端对方回复太快太频繁，服务端的锁就会切换来切换去，无法回复到正确的客户端)。

客户端跟服务端很像，但比较简单。这里面就不注释了。这两个程序我都运行过。。。没什么基本大的问题。。但是功能很不完善。。。还需改进。。。。。

1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<sys/socket.h>
4 #include<sys/un.h>
5 #include<string.h>
6 #include<sys/types.h>
7 #include<sys/time.h>
8
9 int main(){
10     int result;
11     int socketfd;
12     int len;
13     struct sockaddr_un address;
14     fd_set read_fds, test_fds;
15     int fd;
16     int max_fds;
17     char buffer[1024];
18
19     socketfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
20
21     address.sun_family = AF_UNIX;
22     strcpy(address.sun_path, "server_socket");
23     len = sizeof(address);
24
25     result = connect(socketfd, (struct sockaddr*)&address, len);
26     if(result == -1){
27         perror("connect");
28         exit(EXIT_FAILURE);
29     }
30
31     FD_ZERO(&read_fds);
32     FD_SET(0, &read_fds);
33     FD_SET(socketfd, &read_fds);
34     max_fds = socketfd +1;
35
36     printf("Chat now!!\n");
37
38     while(1){
39         test_fds = read_fds;
40         result = select(max_fds, &test_fds, (fd_set *)NULL, (fd_set *)NULL, (struct timeval*)NULL);
41         if(result < 1){
42             perror("select");
43             exit(EXIT_FAILURE);
44         }
45
46         if(FD_ISSET(0, &test_fds)){
47             memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
48         //    printf("send:");
49             fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
50             if((strncmp("quit", buffer, 4))== 0){
51                 printf("\nYou are going to quit\n");
52                 break;
53             }
54             result = write(socketfd, buffer, sizeof(buffer));
55             if(result == -1){
56                 perror("write");
57                 exit(EXIT_FAILURE);
58             }
59         }
60         if(FD_ISSET(socketfd, &test_fds)){
61             memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
62             result = read(socketfd, buffer, sizeof(buffer));
63             if(result == -1){
64                 perror("read");
65                 exit(EXIT_FAILURE);
66             }else if(result == 0){
67                 printf("The other side has termianl chat!\n");
68                 break;
69             }else{
70                 printf("recieve: %s", buffer);
71             }
72         }
73     }
74     close(socketfd);
75     exit(EXIT_SUCCESS);
76 }
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