【一】【socket聊天室】-多线程，socket编程
·
本文主要实现基于socket编程的聊天室，主要分为下面三个步骤：
（1）多用户聊天：一个服务器多个客户端，客户端信息显示在公共的服务端窗口，利用多线程实现；
——客户端双线程：一个接受线程一个发送线程（主线程）；
——服务器单线程：接收线程；
（2）多用户广播界面：将信息显示到所有用户界面和服务器界面，同时服务器也能发言，利用多线程实现；
——客户端双线程：一个接受线程一个发送线程（主线程）；
——服务器单线程：一个接收线程（主线程）一个发送线程；其中接受线程为每个连接开了单独的线程；
目录
一、基础流程
基于socket实现聊天室的流程如下：
对于socket编程，一般流程都为：搭建socket环境，创建套接字，进行连接后，开始通信。
服务器端：
（1）创建套接字：socket()函数；
（2）指定本机地址：bind()函数，将本机地址和端口号与套接字连起来；
（3）监听：listen()函数；监听连接请求，客户端发送连接请求；
（4）接受连接：accept()函数；
（5）发送接受消息：send()和recv()函数；
客户端：
（1）创建套接字：socket()函数；
（2）发送连接请求：connect()函数；
——将套接字与主机地址和端口号连接起来：sockaddr_in addr；
——发送连接请求，等待服务器accept建立连接；
（3）发送接受消息：send()和recv()函数；
二、多用户聊天
首先，我们实现多个用户基于服务器聊天，所有信息都在服务器聊天框出现。
代码如下所示：
服务器端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "afxres.h"
#include <winsock2.h> // winsock2的头文件
#include <iostream>
#include <map>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
map<SOCKET, string> client; // 存储socket和昵称对应关系
int main()
{
system("chcp 65001"); // 设置中文
// 加载winsock环境
WSAData wd;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wd) != 0){
cout << "加载网络环境失败" << endl;
return 0;
}
else
cout << "加载网络环境成功" << endl;
// 创建套接字
SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET){
cout << "创建套接字失败" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "创建套接字成功" << endl;
// 给套接字绑定ip地址和端口：bind函数
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8000);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(sockaddr_in);
if(bind(s, (SOCKADDR*)&addr, len) == SOCKET_ERROR){
cout << "服务器绑定端口和ip失败" <<endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "server绑定端口和Ip成功" << endl;
// 监听端口
if(listen(s, 5) != 0){
cout << "设置监听状态失败！" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "设置监听状态成功！" << endl;
cout<< "服务器监听连接中，请稍等......" << endl;
// 循环接受：客户端发来的连接
while(true){
sockaddr_in addrClient;
len = sizeof(sockaddr_in);
SOCKET c = accept(s, (sockaddr*)&addrClient, &len);
if( c == INVALID_SOCKET ){ // 一个失败我们就撤退，也可以去掉clean和return
cout << "与客户端连接失败" << endl;
WSACleanup();
return 0;
}
//连接成功，开始发送消息
char bufrecv[100] = {0}; //用来接受和发送数据
int ret;
ret = recv(c, bufrecv, 100, 0);
client[c] = string(bufrecv);
cout << "欢迎[" << client[c] << "]加入聊天室" << endl;
string bufsend;
bufsend = "欢迎[" + client[c] + "]加入聊天室";
send(c, bufsend.data(), 100, 0);
for(auto i : client){
if(i.first == c)
continue;
send(i.first, bufsend.data(), 100, 0);
}
ret = 0;
do{
char buf[100] = {0};
ret = recv(c, buf, 100, 0);
cout << "[" << client[c] << "]: " << buf << endl;
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
cout << "[" << client[c] << "]离开聊天室！" << endl;
}
// 关闭连接，释放资源
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
客户端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "stdafx.h"
#include "afxres.h"
#include <winsock2.h> // winsock2的头文件
#include <iostream>
#include <map>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
map<SOCKET, string> client;
int main()
{
system("chcp 65001");
// 加载winsock环境
WSAData wd;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wd) != 0){
cout << "加载网络环境失败" << endl;
return 0;
}
else
cout << "加载网络环境成功" << endl;
// 创建套接字
SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET){
cout << "创建套接字失败" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "创建套接字成功" << endl;
// 给套接字绑定ip地址和端口：bind函数
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8000);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(sockaddr_in);
if(connect(s, (SOCKADDR*)&addr, len) == SOCKET_ERROR){
cout << "客户端连接失败" <<endl;
WSACleanup();
return 0;
}
else
cout << "客户端连接成功" << endl;
// 发送和接受数据即可
string name;
char bufrecv[100] = {0};
cout << "请输入你的昵称：";
getline(cin, name); // 读入一整行，可以有空格
send(s, name.data(), 100, 0);
int ret;
ret = recv(s, bufrecv, 100, 0); // 接受欢迎信息
cout << bufrecv << endl;
// while循环发送数据
ret = 0;
do{
cout << "Enter the word: ";
char bufrecv[100] = {0};
cin.getline(bufrecv, 100);
ret = send(s, bufrecv, 100, 0);
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
// 关闭连接，释放资源
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
实现结果如上图所示，可以发现，成功建立连接，并且可以显示出信息。
但我们发现，当我们开启多个客户端，不能同时显示信息，只有关掉前面的客户端，后面的信息才能接着显示？
经过分析我们发现，服务端每接受一个连接，就开始陷入该连接的while里面，不断接受该连接的信息，而没有跳出while，以得到其他的连接。
我们采用多线程来解决这个问题。
对于每次建立的连接，我们将该连接开启一个线程用来处理服务器与该客户的信息接受，主线程一直处于监听和接受连接状态，从线程处于信息沟通状态。一旦建立一个连接，就给该连接开启一个线程用于发送和接受信息，从而实现同步。
实现的结果如下：
此时，通过多线程我们成功实现了多用户同时通信。
修改代码如下：
服务端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "stdafx.h"
#include "afxres.h"
#include <winsock2.h> // winsock2的头文件
#include <iostream>
#include <map>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
map<SOCKET, string> client; // 存储socket和昵称对应关系
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter);
int main()
{
system("chcp 65001"); // 设置中文
// 加载winsock环境
WSAData wd;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wd) != 0){
cout << "加载网络环境失败" << endl;
return 0;
}
else
cout << "加载网络环境成功" << endl;
// 创建套接字
SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET){
cout << "创建套接字失败" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "创建套接字成功" << endl;
// 给套接字绑定ip地址和端口：bind函数
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8000);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(sockaddr_in);
if(bind(s, (SOCKADDR*)&addr, len) == SOCKET_ERROR){
cout << "服务器绑定端口和ip失败" <<endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "server绑定端口和Ip成功" << endl;
// 监听端口
if(listen(s, 5) != 0){
cout << "设置监听状态失败！" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "设置监听状态成功！" << endl;
cout<< "服务器监听连接中，请稍等......" << endl;
// 循环接受：客户端发来的连接
while(true){
sockaddr_in addrClient;
len = sizeof(sockaddr_in);
SOCKET c = accept(s, (sockaddr*)&addrClient, &len);
if( c == INVALID_SOCKET ){ // 一个失败我们就撤退，也可以去掉clean和return
cout << "与客户端连接失败" << endl;
WSACleanup();
return 0;
}
HANDLE hthread = CreateThread(NULL, 0, Threadfun, (LPVOID)c, 0, NULL);
CloseHandle(hthread); // 关闭句柄，没用
}
// 关闭连接，释放资源
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter){
SOCKET c = (SOCKET)lpParameter;
//连接成功，开始发送消息
char bufrecv[100] = {0}; //用来接受和发送数据
int ret;
ret = recv(c, bufrecv, 100, 0);
client[c] = string(bufrecv);
cout << "欢迎[" << client[c] << "]加入聊天室" << endl;
string bufsend;
bufsend = "欢迎[" + client[c] + "]加入聊天室";
send(c, bufsend.data(), 100, 0);
ret = 0;
do{
char buf[100] = {0};
ret = recv(c, buf, 100, 0);
cout << "[" << client[c] << "]: " << buf << endl;
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
cout << "[" << client[c] << "]离开聊天室！" << endl;
return 0;
}
客户端代码不变。
三、多用户广播聊天
从上边我们可以发现，服务端只有接受信息功能，客户端只有发送信息功能，这就导致每个人只能通过服务端界面看消息，并且我们也不能实现一些小功能如：
（1）@某用户的消息提醒；
（2）用户退出提醒：某个用户退出，我们应该广播给每个用户界面，告诉该用户退出；
（3）服务器端作为管理员，也应该有说话的功能；
为了解决上面三个问题，我们进行如下探索。
客户端：
对于客户端，其建立连接后，一直处于while(true)的发送信息循环里，直到退出：
那么我们可以考虑创建两个线程：接受信息线程和发送信息线程，从而使客户端既能接受信息，也能同步发送消息；
我们将主线程用来发送数据（因为客户端主任务是发送），创建另一个线程用来接受数据：
服务端：
服务端主线程是监听和接受连接，每接受一个连接就创建该连接的线程。那么为了能使服务端也作为发言方发送数据，我们创建副线程用来发送数据。同时，对于接受数据的线程，为了显示到别的用户端界面上，我们将收到的信息广播出去，让所有用户都能看见，同时广播实时用户状态，修改代码如下：
创建的发送线程如下：
那么至此，我们就修改好了两端的代码，进行尝试。
效果展示如下：
可以看到，实现了客户端和用户端都是读写双线程，既能接受数据也能发送数据，同时如果用户离开也会广播信息。
修改后的代码如下：
服务端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "stdafx.h"
#include "afxres.h"
#include <winsock2.h> // winsock2的头文件
#include <iostream>
#include <map>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
map<SOCKET, string> client; // 存储socket和昵称对应关系
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter);
DWORD WINAPI ThreadSend(LPVOID lpParameter);
int main()
{
system("chcp 65001"); // 设置中文
// 加载winsock环境
WSAData wd;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wd) != 0){
cout << "加载网络环境失败" << endl;
return 0;
}
else
cout << "加载网络环境成功" << endl;
// 创建套接字
SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET){
cout << "创建套接字失败" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "创建套接字成功" << endl;
// 给套接字绑定ip地址和端口：bind函数
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8000);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(sockaddr_in);
if(bind(s, (SOCKADDR*)&addr, len) == SOCKET_ERROR){
cout << "服务器绑定端口和ip失败" <<endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "server绑定端口和Ip成功" << endl;
// 监听端口
if(listen(s, 5) != 0){
cout << "设置监听状态失败！" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "设置监听状态成功！" << endl;
cout<< "服务器监听连接中，请稍等......" << endl;
// 发送消息线程
CloseHandle(CreateThread(NULL, 0, ThreadSend, (LPVOID)s, 0, NULL));
// 循环接受：客户端发来的连接
while(true){
sockaddr_in addrClient;
len = sizeof(sockaddr_in);
SOCKET c = accept(s, (sockaddr*)&addrClient, &len);
if( c == INVALID_SOCKET ){ // 一个失败我们就撤退，也可以去掉clean和return
cout << "与客户端连接失败" << endl;
WSACleanup();
return 0;
}
HANDLE hthread = CreateThread(NULL, 0, Threadfun, (LPVOID)c, 0, NULL);
CloseHandle(hthread); // 关闭句柄，没用
}
// 关闭连接，释放资源
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
DWORD WINAPI ThreadSend(LPVOID lpParameter){
SOCKET c = (SOCKET)lpParameter;
int ret = 0;
do{
char bufsend[100] = {0};
cin.getline(bufsend, 100);
// 发送给所有用户端
string str = "[Server]: " + string(bufsend);
for(auto i : client)
ret = send(i.first, str.data(), 100, 0);
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
return 0;
}
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter){
SOCKET c = (SOCKET)lpParameter;
//连接成功，开始发送消息
char bufrecv[100] = {0}; //用来接受和发送数据
int ret;
ret = recv(c, bufrecv, 100, 0);
client[c] = string(bufrecv);
string bufsend;
bufsend = "欢迎[" + client[c] + "]加入聊天室";
cout << bufsend << endl;
for(auto i : client)
send(i.first, bufsend.data(), 100, 0);
ret = 0;
do{
char buf[100] = {0};
ret = recv(c, buf, 100, 0);
cout << "[" << client[c] << "]: " << buf << endl << endl;
// 将接受到的信息广播
string str1 = "[" + client[c] + "]: " + string(buf);
for(auto i : client)
send(i.first, str1.data(), 100, 0);
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
string str2 = "[" + client[c] + "]离开聊天室！";
cout << str2 << endl;
for(auto i : client)
send(i.first, str2.data(), 100, 0);
return 0;
}
客户端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//#include "stdafx.h"
#include "afxres.h"
#include <winsock2.h> // winsock2的头文件
#include <iostream>
#include <map>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
map<SOCKET, string> client;
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter);
int main()
{
system("chcp 65001");
// 加载winsock环境
WSAData wd;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wd) != 0){
cout << "加载网络环境失败" << endl;
return 0;
}
else
cout << "加载网络环境成功" << endl;
// 创建套接字
SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET){
cout << "创建套接字失败" << endl;
WSACleanup();
}
else
cout << "创建套接字成功" << endl;
// 给套接字绑定ip地址和端口：bind函数
sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8000);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(sockaddr_in);
if(connect(s, (SOCKADDR*)&addr, len) == SOCKET_ERROR){
cout << "客户端连接失败" <<endl;
WSACleanup();
return 0;
}
else
cout << "客户端连接成功" << endl;
// 发送和接受数据即可
string name;
char bufrecv[100] = {0};
cout << "请输入你的昵称：";
getline(cin, name); // 读入一整行，可以有空格
send(s, name.data(), 100, 0);
int ret;
// 建立连接后，创建线程用于接受数据，主线程用来发送数据
CloseHandle(CreateThread(NULL, 0, Threadfun, (LPVOID)s, 0, NULL));
// while循环发送数据
ret = 0;
do{
char bufrecv[100] = {0};
cin.getline(bufrecv, 100);
ret = send(s, bufrecv, 100, 0);
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
// 关闭连接，释放资源
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
DWORD WINAPI Threadfun(LPVOID lpParameter){
SOCKET c = (SOCKET)lpParameter;
int ret = 0;
do{
char buf[100] = {0};
ret = recv(c, buf, 100, 0);
cout << buf << endl << endl;
}while(ret!=SOCKET_ERROR && ret!=0); //如果连接被关闭，返回0，否则返回socket_error
return 0;
}四、参考
优秀博文：
(465条消息) Socket 多人聊天室的实现 （含前后端源码讲解）（一）_socket的聊天程序代码及理解_宾有为的博客-CSDN博客
各个接口函数的解释：
socket技术详解（看清socket编程） - 枫飞飞 - 博客园 (cnblogs.com)
视频：
C/C++多线程实战教程：多线程客户端聊天室的实现！腾讯QQ的核心技术，老马就靠这个技术一战成名！_哔哩哔哩_bilibili
旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境，以支持学习、使用和贡献开源项目。
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