網(wǎng)絡(luò)聊天程序設(shè)計(jì)

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

課程設(shè)計(jì)專業(yè)： 電子信息工程班級(jí)：092班學(xué)號(hào)：20男姓名：林洪設(shè)計(jì)題目： 網(wǎng)絡(luò)聊天程序設(shè)計(jì)2012年11月課程設(shè)計(jì)評(píng)分表姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課設(shè)題目指導(dǎo)教師評(píng)分項(xiàng)目滿分分值得分設(shè)計(jì)文檔（30分）文檔格式封面2頁面布局4目錄格式3圖表質(zhì)量2頁眉頁腳2文檔內(nèi)容內(nèi)容完整性6內(nèi)容邏輯性5內(nèi)容正確性6程序代碼（30分）程序功能15編程規(guī)范7編程文檔8答辯（20分）課題陳述7問題答辯10是否超時(shí)3考勤（20分）20總評(píng)成績指導(dǎo)教師評(píng)語簽名： 年月日教研室意見簽名： 年月日系統(tǒng)概述..???????????????..需求分析 2.1功能需求 2.2性能需求 2.3運(yùn)行環(huán)境要求.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1系統(tǒng)總體流程圖 33.2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 33.2.1轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊3.2.1轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊TOC\o"1-5"\h\z3.2.2用戶登錄模塊 33.2.3群聊模塊 4\o"CurrentDocument"3.3詳細(xì)設(shè)計(jì) 43.3.1登錄模塊設(shè)計(jì) 43.3.2服務(wù)器模塊 53.3.3消息格式化模塊 63.3.4群聊模塊 7調(diào)試及測(cè)試 8\o"CurrentDocument"4.1調(diào)試結(jié)果 84.2調(diào)試結(jié)果分析 9\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)總結(jié) 10\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 10\o"CurrentDocument"附錄 11系統(tǒng)概述Linux是一種針對(duì)PC計(jì)算機(jī)和工作站得操作系統(tǒng)。他具有像Windows和Mac那樣的功能齊全的圖形用戶界面。由于Linux的開源的特點(diǎn)，越來越多的人轉(zhuǎn)而使用Linux作為PC機(jī)得操作系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)支持三種并發(fā)方式：多進(jìn)程、多線程、以及I/O多路復(fù)用。而多線程技術(shù)是并行技術(shù)中開銷較小，效率較高的一種方式，與其他兩種方式相比，線程占用更少的系統(tǒng)資源，而且效率更高，是并發(fā)技術(shù)中最常用的方式。網(wǎng)絡(luò)聊天程序是目前應(yīng)用極為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)軟件，對(duì)于方便人們的交流溝通非常有效，同時(shí)，作為一種典型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序是學(xué)習(xí)基于Linux的網(wǎng)絡(luò)編程的有效方法。服務(wù)器端：循環(huán)等候客戶連接請(qǐng)求，一旦有客戶連接請(qǐng)求，開啟一個(gè)子線程接受并處理客戶請(qǐng)求，接受來自客戶的信息。然后將客戶信息反轉(zhuǎn)后再返回給客戶端。主線程繼續(xù)等待其他客戶請(qǐng)求。服務(wù)器具有同時(shí)處理多個(gè)用戶的能力?？蛻舳耍菏紫扰c服務(wù)器建立連接，然后向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，接受服務(wù)器的反饋信息并顯示，之后繼續(xù)等待用戶輸入直至用戶輸入ctil+D結(jié)束通信。客戶端接到輸入ctil+D后，客戶端關(guān)閉連接并退出。本次課題設(shè)計(jì)是在使用Lmux線程和Socket接口的基礎(chǔ)上，編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序，從而掌握Linux應(yīng)用程序開發(fā)的基本方法，練習(xí)Linux線程及Socket編程的方法，從而將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。需求分析2.1功能需求本次課程設(shè)計(jì)需要完成以下功能：（1） 實(shí)現(xiàn)在服務(wù)器的控制下，完成多人聊天，采用單機(jī)多終端模擬方式。（2） 在服務(wù)器端，使用多線程機(jī)制，為多個(gè)用戶服務(wù)。（3） 服務(wù)器能夠?qū)σ蠼尤氲目蛻舳诉M(jìn)行身份識(shí)別，完成聊天數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并能夠?qū)⒉煌脩袅奶煊涗洿鏅n。（4） 可發(fā)送文件，發(fā)送者可以取消開始或中途想放棄傳達(dá)的文件，接受者可接受或拒絕傳來的文件，并能夠?qū)鱽淼奈募O(shè)定本地保存位置。2.2性能需求（1） 可靠性高，能在由于系統(tǒng)問題或其它原因產(chǎn)生錯(cuò)誤后，作出相對(duì)應(yīng)處理，比如網(wǎng)絡(luò)初始化失敗、服務(wù)器不在線等，可以提示用戶安全退出本程序，在出現(xiàn)不可知的錯(cuò)誤以后，可以盡量安全的退出程序。（2） 模塊化設(shè)計(jì)此軟件的功能，不同的模塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，使得軟件易于以后的維護(hù)與擴(kuò)展，在以后可以更好的完善本軟件的功能，更方便于在工作中的應(yīng)用。（3） 宜操作性，程序簡(jiǎn)單易懂，容易上手使用。2.3運(yùn)行環(huán)境要求本項(xiàng)目開發(fā)主要完成軟件開發(fā)可在Linux和wmdows平臺(tái)下開發(fā)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體流程圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3.2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)3.2.1轉(zhuǎn)發(fā)信息模塊服務(wù)器定義leadMessage函數(shù)用于存儲(chǔ)要求請(qǐng)求連接的用戶名，客戶發(fā)送的信息，該消息服務(wù)器、客戶端共享，客戶端讀取該信息，從而實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)。3.2.2用戶登錄模塊用戶輸入用戶名、服務(wù)器ip地址及密碼，如果通過合法性檢測(cè)，則可進(jìn)入聊天主界面與其他人進(jìn)行聊天。

323群聊模塊客戶端點(diǎn)擊“發(fā)送信息”按鈕，該客戶端的ip地址、端口號(hào)以及信息內(nèi)容一起打包寫入服務(wù)器readMessage函數(shù)，客戶端通過線程可以讀取該客戶write中的內(nèi)容。3.3詳細(xì)設(shè)計(jì)3.3.1登錄模塊設(shè)計(jì)

用戶登錄需輸入相關(guān)信息，經(jīng)過相關(guān)的檢測(cè)后，方可登錄。登陸后可查看群聊信息,且可與其他人進(jìn)行聊天3.3.2服務(wù)器模塊圖3服務(wù)器模塊流程圖

該服務(wù)器界面用于顯示用戶上線與下線的信息，不可用于聊天，是用于將客戶端群聊時(shí)發(fā)送的信息轉(zhuǎn)發(fā)給每一個(gè)在線用戶，處于一個(gè)承接的作用。3.3.3消息格式化模塊消息格式化是將用戶的對(duì)應(yīng)信息合成固定形式進(jìn)行傳送。圖4消息格式化模塊流程圖3.3.4群聊模塊用戶登陸以后,3.3.4群聊模塊用戶登陸以后,圖5群聊模塊程序流程圖可與顯示在線的任何用戶進(jìn)行聊天，也可與在線用戶一起進(jìn)行群聊。調(diào)試及測(cè)試4.1調(diào)試結(jié)果1,啟動(dòng)SSHSecureShell軟件后，將程序進(jìn)行編譯:total28-rvxrxjxr-x.1rootroot8277Nov2023:34client-ru-r—r―.1rootroot2557Nov717:43client.c-ruxrwxr-x.1rootroot7542Nov2023:33server-rv-r—r―.1rootroot3110Nov717:44server.c[rootBlocalhostchat]#0Connectedto192.168.1.25 SSH2-aesl28-cbc-圖6編譯程序,2,編譯成功后，將服務(wù)器打開:[root01ocalhostchat]#./client有輸入服務(wù)器ip地址192.168.1.25正在建立奩接a...套接口創(chuàng)建成功,正在鏈接服務(wù)器?…舷接服務(wù)器成功歡迎來到抑天室造輸入你的用戶昵稱圖7打開服務(wù)器3,打開服務(wù)器以后，需輸入用戶名稱，即可進(jìn)入聊天室進(jìn)行聊天:-rwxrvxr-x.1rootroot7542Nov2023:33server-rv-r--r--?1rootroot3110Nov717:44server.c[root01ocalhostchat]#./server服務(wù)器險(xiǎn)聽端U5000...歡迎來到本抑天室新用戶進(jìn)入睥天室4圖8準(zhǔn)備進(jìn)行聊天4,用戶進(jìn)行聊天:開始睥天吧（"Quit”斷開連接）hello!!!luoqiang:helloluoqiang:!!![Connect履to192.168.1.2S SSH2-a契128-c圖9用戶聊天界面a[root@localhostchat]#?/server服務(wù)器監(jiān)聽端口5。00...歡迎來到本聊天室新用戶進(jìn)入聊天室4luoqiang:helloluoqiang:!!!Connectedto192.168.1.25 SSH2-aesl28"cbc-】圖10用戶聊天界面b4.2調(diào)試結(jié)果分析這是一個(gè)聊天室程序，可以實(shí)現(xiàn)群聊的功能，即當(dāng)某個(gè)客戶發(fā)出消息后，服務(wù)器和其他個(gè)客戶端都能收到此消息。且能夠顯示客戶端的用戶名。但客戶端退出聊天室后，服務(wù)器和其他在線客戶端會(huì)有提示。實(shí)現(xiàn)群聊的機(jī)制是：當(dāng)某個(gè)客戶端需要發(fā)送消息是，它將此消息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器再將此消息轉(zhuǎn)發(fā)給各客戶端，各客戶端之間是無連接的，即相互之間不能直接通信。因此，在服務(wù)器中，有兩個(gè)線程，主線程用來監(jiān)聽是否有客戶端登錄服務(wù)器，若有，建立與其連接的套接字，并存入在線客戶序列里，輔助線程是接收轉(zhuǎn)發(fā)線程，其依次讀取個(gè)客戶端，看是否有消息送達(dá)，若有，取出，并轉(zhuǎn)發(fā)給各其他客戶端。在客戶端也有兩個(gè)線程，主線程用來向服務(wù)器發(fā)送消息，輔助線程用來接收服務(wù)器發(fā)出的消息。設(shè)計(jì)總結(jié)轉(zhuǎn)眼間為期一周的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就結(jié)束了，這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了許多課本上學(xué)不到的東西，同時(shí)也加強(qiáng)了我的動(dòng)手、思考和解決問題的能力以及學(xué)會(huì)了相互幫助，相互團(tuán)結(jié)的團(tuán)隊(duì)精神，受益匪淺。從前的學(xué)習(xí)過程過于浮淺，只是流于表面的理解，而現(xiàn)在要做課程設(shè)計(jì)，就不得不要求我們對(duì)所用到的知識(shí)有更深層次的理解。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)的內(nèi)容比及書本中的理論知識(shí)而言，更接近于現(xiàn)實(shí)生活，而理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化往往是一個(gè)艱難的過程，它猶如一只攔路虎，橫更在我們的面前。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。感謝謝老師的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真幫助，在我們遇到各種困難時(shí)給予我們最深刻的指導(dǎo),讓我們能夠較順利的完成此次課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)有李錢波、林洪、王宗敏集體完成。參考文獻(xiàn)（1） 華清遠(yuǎn)見嵌入式培訓(xùn)中心編著《嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)》（第二版）人民郵電出版社2011年7月（2） 謝小云編著《嵌入式系統(tǒng)綜合項(xiàng)目》江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院出版社，2011年（3） 王天苗，魏洪興編著《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)》（第三看版）清華大學(xué)出版社，2007年附錄/*******客戶端程序cUent.c************/#iiiclude<stdlib.h>#iiiclude<stdio.h>#iiiclude<ernio.h>#iiiclude<string.h>#iiiclude<netdb.h>#iiiclude<sys/types.h>#iiiclude<netinet/in.h>#iiiclude<sys/socket.h>^defineTRUE1〃接受服務(wù)器消息線程入1〃接受服務(wù)器消息線程入11函數(shù)voidrecvfioniseivei()(charmes[1024];intnbvtes=0;J zwhile(1){memset(mes,0,sizeof(mes));nbytes=read(sockfcljnes,sizeof(mes));if(nbytes>0){mes[nbytes]=,\0,;}}pthread_exit(NULL);}int argc,char*aigv[])intsockfd;charbuffer[1024];stmctsockaddrinseiveraddi;stmcthostent*host;intpoitnumbeLiibytes;charstrhost[16];charclientname[20];charmes[1024];/*tlueadIDforthenewlycreatedtliiead*//*thread'sstiuctuie *//*tlueadIDforthenewlycreatedtliiead*//*thread'sstiuctuie */pthiead_tp_thread;if(aigc!=l){ fprmtf(stden\'*Usage:%s\a\n",argv[0]);exit⑴；}Printf (”請(qǐng)輸入服務(wù)器ip地址\n”)；scanf(”％s",strhost);if((host=gethostbyname(stihost))==NULL){fpriiitf(stderr^Getliostnameenor\nH);exit⑴；} /*客戶程序開始建立sockfd描述符*/printf ("正在建立套接口...3)；iR(sockfd=socket(AF_INET.SOCK_STREAM,0))==?l){fpriiitf(stden;nSocketError:Hs^^'^strerroi^emio));exit⑴；} /*客戶程序填充服務(wù)端的資料*/bzero(&server_addr.sizeoRserver_addr));seiver_addi.sm_faniily=AF_INET;seiver_addi.sm_poit=htons(PORT);servei_addr.sin_addr=*((structin_addr*)host->h_addi);prmtf(”套接II創(chuàng)建成功，正在鏈接服務(wù)器...")；/*客戶程序發(fā)起連接請(qǐng)求*/iRconnect(sockfd.(stnictsockaddr*)(&senrer_addi),sizeof(stnictsockaddi))==-l){ fpriiitf(stden;nComiectError:%s^\ii'\strenor(errno));exit(l);} /*連接成功了*/Pnntf (”鏈接服務(wù)器成功\n歡迎來到聊天室\1「)；Pnntf ("請(qǐng)輸入你的用戶昵稱\n”)；scanf(H%sH,clientname);wnte(sockfd,clientname,sizeof(clientname));Pnntf(”\n\n開始聊天吧(\”Qu訊”斷開連接)\n\n”)；thi_id=ptlnead_create(&p_tluead,NULL,recvfromserver,NULL);wliile(l){memset(buffer.O,sizeof(buffer));memset(mes,0,sizeof(mes));scaiif(M%s'\buffei);strcat(mes,clientname);sticat(mes；,:M);strcat(mes,buffer);//printff'maintluead%s\nM,mes);if((write(sockfcijiies,sizeof(mes)))==-l){ fpriiitf(stden;nWriteEnor:%s\n”,streiTor(emio));exit(l);}if(strcmp(buffer?nQuitn)=O){break;}) /*結(jié)束通訊*/close(sockfd);exit(O);

/*******服務(wù)器程序(server.c)************/#iiiclude<stdlib.h>#iiiclude<stdio.h>#iiiclude<errno.h>#iiiclude<string.h>#iiiclude<netdb.h>#iiiclude<sys/types.h>#iiiclude<netinet/in.h>〃在一條消息中最大的輸出字符數(shù)//最大監(jiān)聽隊(duì)列〃在一條消息中最大的輸出字符數(shù)//最大監(jiān)聽隊(duì)列〃監(jiān)聽端口〃最大的在線用戶數(shù)量#defineMAXLINE1000#defineLISTENQ20#definePORT5000//maxi表示當(dāng)前//maxi表示當(dāng)前client數(shù)組中最大的用戶的1值staticintmaxi=0:〃監(jiān)聽轉(zhuǎn)發(fā)線程入I〃監(jiān)聽轉(zhuǎn)發(fā)線程入II函數(shù)voidrecvandsend(void)(intindex=0;intnbvtes=0;charbuffer[1024];intlen;intoutmdex=0;wliile(l){iRmaxi>0){meniset(buffei\0,sizeof(buffer));nbytes=0;mdex++;nbytes=iead(client[index4-+].buffei-,sizeof(buffer));pnntR”％d,%d\iT,index,client[index]);if(nbytes>0)(buffer[nbytes]=r\O*;pnntff%s\n”,buffer);outindex=0;while(outindex<niaxi)if(wiite(client[outmdex++],buffei\sizeof(buffer))=1){ fprintf(stdeir/*WriteEiTor:%s\n,\sUenoi(enno));exit(l);)}if(mdex>=niaxi)mdex=O;pthiead_exit(NULL);}int argc,char*aigv[]){intclient_fci[LISTENQ],clientnum=O;;stiuctsockaddrinseiveraddi;stiuctsockaddrmclientaddr:— zintsiii_size5poitnumber;charhello[]=MHello!AreYouFine?\ii,r;intthi_id; /*tlueadIDfbrthenewlycreatedtluead*/ptluead_tp_thread;/*tluead'sstiucture */intnew_fd=0;meniset(client.O,sizeof(client));if(aigc!=l){fprmtf(stden;nUsage:%sportnumber\a\n”,argv[0]);exit⑴；} /*服務(wù)器端開始建立socket描述符*/iR(sockfd=socket(AF_INET.SOCK_STREAM,0))==?l){fpriiitf(stden;nSocketem)r:%s\ii\a”,stremK(ermo));exit⑴；} /*服務(wù)器端填充sockaddr結(jié)構(gòu)3Vbzero(&servrei_addr.sizeof(stnictsockaddi_m));seiver_addi.siii_faniily=AF_INET;seiver_a