网络聊天系统(基于Linux系统的网络聊天室实现方案)
一、linux多人聊天室是怎么搭建的
Linux多人聊天室的搭建主要依赖一个n次多路转发器（MUX）程序，它需要网络编程语言，比如C和JavaScript等来实现。这个程序能够将多个客户端连接，并转发消息。另外，还需要一个服务器，用来控制不同用户的访问权限。另外，还需要一个客户端的GUI程序，用来显示聊天窗口、聊天室列表等。最后，还需要一个数据库来持久化存储用户的聊天信息。
二、linux多人聊天室是如何实现的
多人聊天室可通过保持网络连接、保持进程运行保持通信。想要自己搭建多人聊天室其实也很简单，你可以直接用ZEGO即时通讯，内置文本、图片、语音、视频、地理位置等各种消息类型，支持单聊、群聊、房间聊天，自由组合IM能力，也可针对自身业务场景，定制所需服务规格。
三、如何编写linux聊天室
自从开始学linux网络编程后就想写个聊天室，一开始原本打算用多进程的方式来写，可是发觉进程间的通信有点麻烦，而且开销也大，后来想用多线程能不能实现呢，于是便去看了一下linux里线程的用法，实际上只需要知道 pthread_create就差不多了，于是动手开干，用了两天时间，调试的过程挺痛苦的，一开始打算用纯C来撸，便用简单的数组来存储客户端的连接信息，可是运行时出现了一些很奇怪的问题，不知道是不是访问了临界资源，和线程间的互斥有关等等；奇怪的是，当改用STL的set或map时问题就解决了，但上网搜了下发现STL也不是线程安全的，至于到底是什么问题暂时不想去纠结了，可能是其它一些小细节的错误吧。先贴上代码：
首先是必要的头文件 header.h：
#ifndef __HEADER_H#define __HEADER_H#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#include<netinet/in.h>#include<arpa/inet.h>#include<error.h>#include<signal.h>#include<sys/wait.h>#include<assert.h>#include<pthread.h>#define bool int// the 3 lines is for c originally#define true 1#define false 0#define PORT 9003#define BUF_LEN 1024//缓冲区大小#define MAX_CONNECTION 6//服务器允许的最大连接数，可自行更改#define For(i,s,t) for(i=(s); i!=(t);++i)#endif// __HEADER_H
然后是客户端部分client.cpp，相对来说简单一些：
#include"header.h"//客户端接收消息的线程函数void* recv_func(void*args)
{ char buf[BUF_LEN]; int sock_fd=*(int*)args; while(true){ int n= recv(sock_fd, buf, BUF_LEN, 0); if(n<= 0) break;//这句很关键，一开始不知道可以用这个来判断通信是否结束，用了其它一些很奇葩的做法来结束并关闭 sock_fd以避免 CLOSE_WAIT和 FIN_WAIT2状态的出现T.T write(STDOUT_FILENO, buf, n);
}
close(sock_fd);
exit(0);
}//客户端和服务端进行通信的处理函数void process(int sock_fd)
{
pthread_t td;
pthread_create(&td, NULL, recv_func,(void*)&sock_fd);//新开个线程来接收消息，避免了一读一写的原始模式，一开始竟把它放进 while循环里面了，泪崩。。。
char buf[BUF_LEN]; while(true){ int n= read(STDIN_FILENO, buf, BUF_LEN);
buf[n++]='\0';//貌似标准读入不会有字符串结束符的，需要自己手动添加
send(sock_fd, buf, n, 0);
}
close(sock_fd);
}int main(int argc, char*argv[])
{
assert(argc== 2); struct sockaddr_in cli;
bzero(&cli, sizeof(cli));
cli.sin_family= AF_INET;
cli.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);
cli.sin_port= htons(PORT);//少了 htons的话就连接不上了，因为小端机器的原因？？？
int sc= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sc< 0){
perror("socket error");
exit(-1);
}
inet_pton(AF_INET, argv[1],&(cli.sin_addr));//用第一个参数作为连接服务器端的地址
int err= connect(sc,(struct sockaddr*)&cli, sizeof(cli)); if(err< 0){
perror("connect error");
exit(-2);
}
process(sc);
close(sc); return 0;
}
最后是服务端 server.cpp：
#include<map>#include"header.h"using std::map;
map<int, struct sockaddr_in*> socks;//用于记录各个客户端，键是与客户端通信 socket的文件描述符，值是对应的客户端的 sockaddr_in的信息//群发消息给 socks中的所有客户端inline void send_all(const char*buf, int len)
{ for(auto it= socks.begin(); it!= socks.end();++it)
send(it->first, buf, len, 0);
}//服务端端接收消息的线程函数void* recv_func(void* args)
{ int cfd=*(int*)args; char buf[BUF_LEN]; while(true){ int n= recv(cfd, buf, BUF_LEN, 0); if(n<= 0) break;//关键的一句，用于作为结束通信的判断 write(STDOUT_FILENO, buf, n); if(strcmp(buf,"bye\n")== 0){//如果接收到客户端的 bye，就结束通信并从 socks中删除相应的文件描述符，动态申请的空间也应在删除前释放
printf("close connection with client%d.\n", cfd); free(socks[cfd]);
socks.erase(cfd); break;
}
send_all(buf, n);//群发消息给所有已连接的客户端}
close(cfd);//关闭与这个客户端通信的文件描述符}//和某一个客户端通信的线程函数void* process(void*argv)
{
pthread_t td;
pthread_create(&td, NULL, recv_func,(void*)argv);//在主处理函数中再新开一个线程用于接收该客户端的消息
int sc=*(int*)argv; char buf[BUF_LEN]; while(true){ int n= read(STDIN_FILENO, buf, BUF_LEN);
buf[n++]='\0';//和客户端一样需要自己手动添加字符串结束符
send_all(buf, n);//服务端自己的信息输入需要发给所有客户端}
close(sc);
}int main(int argc, char*argv[])
{ struct sockaddr_in serv;
bzero(&serv, sizeof(serv));
serv.sin_family= AF_INET;
serv.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);
serv.sin_port= htons(PORT); int ss= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(ss< 0){
perror("socket error"); return 1;
} int err= bind(ss,(struct sockaddr*)&serv, sizeof(serv)); if(err< 0){
perror("bind error"); return 2;
}
err= listen(ss, 2); if(err< 0){
perror("listen error"); return 3;
}
socks.clear();//清空 map
socklen_t len= sizeof(struct sockaddr); while(true){ struct sockaddr_in*cli_addr=(struct sockaddr_in*)malloc(sizeof(struct sockaddr_in)); int sc= accept(ss,(struct sockaddr*)cli_addr,&len); if(sc< 0){ free(cli_addr); continue;
} if(socks.size()>= MAX_CONNECTION){//当将要超过最大连接数时，就让那个客户端先等一下
char buf[128]="connections is too much, please waiting...\n";
send(sc, buf, strlen(buf)+ 1, 0);
close(sc); free(cli_addr); continue;
}
socks[sc]= cli_addr;//指向对应申请到的 sockaddr_in空间
printf("client%d connect me...\n", sc);
pthread_t td;
pthread_create(&td, NULL, process,(void*)&sc);//开一个线程来和 accept的客户端进行交互} return 0;
}
makefile文件：
all: server client
server: server.cpp
g++-std=c++11-o server server.cpp-lpthread
client: client.cpp
g++-std=c++11-o client client.cpp-lpthread
clean:
rm-f*.o
在我的ubuntu 14.04 64位的机器上测试过没有什么问题，客户端与服务端能正常的交互和退出，能通过服务端接收其它客户端发送的消息，运行时cpu和内存占用情况正常，不会产生什么奇怪的bug。暂时只写了个终端的界面，客户端的UI迟点再去弄吧～
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今天试了下用 PyQt4去写个客户端的界面，调了好一天，总算能看到点东西了，先上图：
而命令行下的客户端（上面的 client.cpp文件）的运行界面是这样子的：
服务端的运行情况是：
PyQt4编写的客户端（pyqt_client.py）代码是：
#!/usr/bin/env python#-*- coding: utf-8-*-from PyQt4 import QtGui, QtCoreimport sysimport socketimport threadclass Client(QtGui.QWidget):
BUF_LEN= 1024 def __init__(self, parent=None):
QtGui.QWidget.__init__(self, parent)
self.setWindowTitle(u'TCP客户端')
self.resize(600, 500)
self.center()
layout= QtGui.QGridLayout(self)
label_ip= QtGui.QLabel(u'远程主机IP：')
layout.addWidget(label_ip, 0, 0, 1, 1)
self.txt_ip= QtGui.QLineEdit('127.0.0.1')
layout.addWidget(self.txt_ip, 0, 1, 1, 3)
label_port= QtGui.QLabel(u'端口：')
layout.addWidget(label_port, 0, 4, 1, 1)
self.txt_port= QtGui.QLineEdit('9003')
layout.addWidget(self.txt_port, 0, 5, 1, 3)
self.isConnected= False
self.btn_connect= QtGui.QPushButton(u'连接')
self.connect(self.btn_connect, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.myConnect)
layout.addWidget(self.btn_connect, 0, 8, 1, 2)
label_recvMessage= QtGui.QLabel(u'消息内容：')
layout.addWidget(label_recvMessage, 1, 0, 1, 1)
self.btn_clearRecvMessage= QtGui.QPushButton(u'↓清空消息框')
self.connect(self.btn_clearRecvMessage, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.myClearRecvMessage)
layout.addWidget(self.btn_clearRecvMessage, 1, 7, 1, 3)
self.txt_recvMessage= QtGui.QTextEdit()
self.txt_recvMessage.setReadOnly(True)
self.txt_recvMessage.setStyleSheet('background-color:yellow')
layout.addWidget(self.txt_recvMessage, 2, 0, 1, 10)
lable_name= QtGui.QLabel(u'姓名(ID)：')
layout.addWidget(lable_name, 3, 0, 1, 1)
self.txt_name= QtGui.QLineEdit()
layout.addWidget(self.txt_name, 3, 1, 1, 3)
self.isSendName= QtGui.QRadioButton(u'发送姓名')
self.isSendName.setChecked(False)
layout.addWidget(self.isSendName, 3, 4, 1, 1)
label_sendMessage= QtGui.QLabel(u'输入框：')
layout.addWidget(label_sendMessage, 4, 0, 1, 1)
self.txt_sendMessage= QtGui.QLineEdit()
self.txt_sendMessage.setStyleSheet("background-color:cyan")
layout.addWidget(self.txt_sendMessage, 4, 1, 1, 7)
self.btn_send= QtGui.QPushButton(u'发送')
self.connect(self.btn_send, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.mySend)
layout.addWidget(self.btn_send, 4, 8, 1, 2)
self.btn_clearSendMessage= QtGui.QPushButton(u'↑清空输入框')
self.connect(self.btn_clearSendMessage, QtCore.SIGNAL('clicked()'), self.myClearSendMessage)
layout.addWidget(self.btn_clearSendMessage, 5, 6, 1, 2)
self.btn_quit= QtGui.QPushButton(u'退出')
self.connect(self.btn_quit, QtCore.