C++ SOCKET多線程實現聊天小程序

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本文實例為大傢分享瞭C++ SOCKET多線程實現聊天小程序的具體代碼，供大傢參考，具體內容如下

TCP/IP協議與SOCKET

什麼是網絡協議？

計算機網絡中，各個實體之間的數據交換必須遵守事先約定好的規則，這些規則就稱為協議。

網絡協議的組成要素有：

1.語法，數據與控制信息的結構或格式
2.語義：需要發出何種控制信息，完成哪些動作以及做出何種響應
3.時序：事件實現順序的詳細說明

在一個網絡協議中，通信的實體的相同層次的結構必須執行相同的協議，這是協議的對等性原則。

TCP/IP體系結構與SOCKET

關於TCP/IP體系結構的詳細內容本文不做論述，如果你沒有這方面的知識想要快速理解這個東西，可以把網絡通信類比成兩個人之間寫信。你的信件就是通信過程中要傳遞的消息或者數據，而網絡協議對你的“信件”進行瞭包裝，比如給你貼瞭郵票、包瞭信封、投進瞭郵箱，然後你的“信件”就能通過郵局送到收信人那裡。

SOCKET（套接字）是TCP/IP網絡操作系統為網絡程序開發提供的典型網絡編程界面，進程通過SOCKET發送消息和接收消息。你可以把SOCKET看作一道“門”，發送消息的進程從“門”把消息推出去；消息被推出之後利用下層的通信設施傳遞到接收進程所在的“門”；然後接收進程再從“門”把消息拉進去。套接字SOCKET又分為數據報套接字和流式套接字，分別使用UDP協議和TCP協議。

SOCKET編程

我們嘗試編寫一個單播聊天室，這個聊天室可以讓多個客戶端與服務器端進行連接，而單播的意思是各個客戶端隻能與服務端進行單獨通信，不同客戶端之間無法通信。為瞭實現這個目標我們還需要用到多線程。整體實現思路如下圖：

話不多說，上代碼。

Server端

#include "stdafx.h"
#include<WinSock2.h>
#include<string.h>
#include<iostream>
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")
using namespace std;
const int PORT = 8000;
#define IP "127.0.0.1"
#define MaxClient 10//最多能接受同時在線的客戶端數量，可以隨意修改
#define MaxBufSize 1024
int num =0;//客戶端數量計數器
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS

//服務線程
DWORD WINAPI SeverThread(LPVOID lpParameter)
{
    //新建一個SOCKET用於通信
 SOCKET *ClientSocket = (SOCKET*)lpParameter;
 int receByt = 0;
 char RecvBuf[MaxBufSize];
 char SendBuf[MaxBufSize];
 char exitBuf[5];
 //開始接收
 while (1)
 {
  receByt = recv(*ClientSocket, RecvBuf, sizeof(RecvBuf), 0);
  if (receByt > 0)
  {
      //當客戶端發來的消息是“exit”，就關閉連接
   if (strlen(RecvBuf)==4)
   {
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
     exitBuf[i] = RecvBuf[i];
    }
    int flag = strcmp(exitBuf, "exit");
    if (flag==0)//接收到exit消息
    {
     cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
     num--;
     send(*ClientSocket, "Your server has been closed", sizeof(SendBuf), 0);
     closesocket(*ClientSocket);
     return 0;
    }
   }
    cout << "receive message :" << RecvBuf << " from client:" << *ClientSocket << endl;
   
  }
  else
  {
      //下面說到的客戶端關閉連接是指客戶端掉線瞭
   if (WSAGetLastError() == 10054)//檢測到客戶端關閉連接
   {
    cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
    closesocket(*ClientSocket);
    num--;
    return 0;
   }
   else//接收失敗顯示錯誤信息
   {
    cout << "failed to receive,Error:" << WSAGetLastError() << endl;
    break;
   }
   
  }
  memset(RecvBuf, 0, 1024);
  cout << "input your message to client:" << endl;
  scanf_s("%s",SendBuf,MaxBufSize);
  int k = 0;
  k = send(*ClientSocket, SendBuf, sizeof(SendBuf), 0);
  if (k < 0)
  {
   if (WSAGetLastError()==10054)//檢測到客戶端主動關閉連接
   {
    cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
    closesocket(*ClientSocket);
    num--;
    return 0;
   }
   else//發送失敗顯示錯誤信息
   cout << "failed to send, Error:" << WSAGetLastError()<<endl;
  }
  memset(SendBuf, 0, 1024);
 }
 if (*ClientSocket != INVALID_SOCKET)
 {
  closesocket(*ClientSocket);
 }
 return 0;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 WSAData wsd;
 WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd);
 SOCKET ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 SOCKADDR_IN ListenAddr;
 ListenAddr.sin_family = AF_INET;
 ListenAddr.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;//本機ip
 ListenAddr.sin_port = htons(PORT);
 //綁定監聽端口
 int n;
 n = bind(ListenSocket, (LPSOCKADDR)&ListenAddr, sizeof(ListenAddr));
 if (n == SOCKET_ERROR)
 {
  cout << "failed to bind!" << endl;
  return -1;
 }
 else
 {
  cout << "bind success to:" << PORT << endl;
 }
 //開始監聽
 int l = listen(ListenSocket, MaxClient);
 if (l == 0)
 {
  cout << "server ready, wait to requirement..." << endl;
 }
 else
 {
  cout << "Error:" << GetLastError() << "listen return" << l << endl;
 }
 while (1)
 {
  //循環接收客戶端連接請求並創建服務線程
  if(num < MaxClient)
  {
   SOCKET *ClientSocket=new SOCKET;
   HANDLE hThread;
   int SockAddrlen = sizeof(sockaddr);
   *ClientSocket = accept(ListenSocket, 0, 0);
   cout << "client " << *ClientSocket << " has connect to server" << endl;
   num++;
   hThread = CreateThread(NULL, NULL, &SeverThread, (LPVOID)ClientSocket, 0, NULL);
   CloseHandle(hThread);
  }
  else
  {
   cout << "Max Client!Please wait for accept..." << endl;
  }
 }
 closesocket(ListenSocket);
 WSACleanup();
 return 0;
}

在這個服務器端，每有一個新的客戶端請求建立連接，服務器都會新開一個線程為一個客戶端提供服務，並在這個線程中新建立一個SOCKET用於與客戶端進行通信，同時服務器也應該能夠在不同階段（接收或發送）檢測客戶端是否已經斷開連接，以便及時釋放資源。

Client端

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
const int PORT = 8000;
#define MaxBufSize 1024
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 WSADATA wsd;
 WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd);
 SOCKET SocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 SOCKADDR_IN ClientAddr;
 ClientAddr.sin_family = AF_INET;
 ClientAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 ClientAddr.sin_port = htons(PORT);
 int n = 0;
 n = connect(SocketClient, (struct sockaddr*)&ClientAddr, sizeof(ClientAddr));
 if (n == SOCKET_ERROR)
 {
  cout << "failed to connect" << endl;
  return -1;
 }
 cout << "success to connect to Server" << endl;
 
 char info[1024];//數據輸入緩沖區
 char SendBuff[MaxBufSize];//發送數據緩沖區
 char RecvBuff[MaxBufSize];//接收數據緩沖區
 while (1)
 {
  cout << "input your message:" << endl;
  scanf_s("%s",&info,MaxBufSize);
  
  if (info[0] == '\0')
   break;
  strcpy(SendBuff, info);
  memset(info, 0, sizeof(info));
  int k = 0;
  k = send(SocketClient, SendBuff, sizeof(SendBuff), 0);
  memset(SendBuff, 0, sizeof(SendBuff));
  if (k < 0)
  {
   cout << WSAGetLastError() << endl;
   cout << "failed to send" << endl;
  }
  int n = 0;
  n = recv(SocketClient, RecvBuff, sizeof(RecvBuff), 0);
  if (n>0)
  {
   cout << "receive message from Server:" << RecvBuff << endl;
   memset(RecvBuff, 0, sizeof(RecvBuff));
  }
 }
 closesocket(SocketClient);
 WSACleanup();
 return 0;
}

在本例中，客戶端與服務器建立連接後，必須由客戶端先發送消息才能開啟對話。支持中英文聊天，一次最多發送1024個字節的數據。你要建立多個客戶端的話隻需要再新建幾個工程然後把Client的代碼復制進去運行即可。或者直接多復制幾個編譯生成的exe程序。

總結

本例中，當同時有多個客戶端建立瞭連接時，他們可以先發送消息，服務器不一定要立即回復，而當服務器接收瞭來自多個客戶端的消息然後再進行回復時，回復的順序是按照接收順序來的，誰的消息先送到就先回復誰，我們在服務端無法指定我接下來的這條消息發給誰。這是因為我並沒有使用線程池，因此不同線程之間無法識別也無法建立連接，而操作系統默認當多個線程都在等待回復時（此時這個線程處於掛起狀態），如果沒有特殊規定且資源夠用的話 就要遵循先來後到的順序。想要徹底明白這一部分需要一些操作系統的相關知識。

以上就是本文的全部內容，希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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