C語言實現四窗口聊天
C語言實現四窗口聊天，供大傢參考，具體內容如下
為瞭練習前段時間學習的共享內存、管道、消息隊列等進程同步機制，做瞭一個聊天小項目。
項目描述：
有4個進程，A進程和B進程負責通信，從標準輸入讀到的字符串通過管道發給對方，A1和B1進程負責顯示，其中：
- A進程和B進程通過管道通信，A進程和A1進程通過共享內存通信，B進程和B1進程通過消息隊列通信；
- A進程從標準輸入讀到的字符串後，放到管道和共享內存裡，從管道中讀到的字符串放到共享內存裡，B進程從管道中拿到A放的字符串，A1進程到共享內存中拿到字符串，打印到屏幕上；
- B進程從標準輸入讀到的字符串發給A進程，同時通過消息隊列發給B1進程，B1進程從消息隊列中讀出消息，打印到屏幕上；
- 退出時，在A和B任意一個進程中輸入 Crtl+c 或者 Ctrl+\ ，四個進程會刪除所有管道、共享內存、消息隊列等資源，然後有序退出。
操作系統：Ubuntu20.4
語言：c
編譯器：gcc
func.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/msg.h>
#include <signal.h>
#define ARGS_CHECK(argc, num){if(argc!=num){fprintf(stderr,"args error!\n"); return -1;}}
#define ERROR_CHECK(ret,num,msg){if(ret == num){perror(msg); return -1;}}
a.c
//========= A窗口 ===========
//1.從標準輸入讀取數據，通過有名管道發送給B窗口
//2.接收從B窗口發送過來的數據
//3.通過共享內存和信號量，將從B來的數據發送給A1
//===========================
#include <func.h>
int chatA(int shmid, int semid, char *p);
int sndToA1(int semid, int shmid, char *p, char *msg);//把要打印的消息發送給A1
void closeAll();//把關閉消息發送出去，關閉共享內存和信號量集
void sigFunc(int signum);//新的2號和3號信號處理函數，如果在A窗口發生2號和3號信號就調用close函數
//全局變量，後面捕獲到退出信號回收資源時使用
int semid;
int shmid;//共享內存
char *p;
int fdWrite;
int fdRead;
int main()
{
//1.創建信號量集，如果有新消息就往共享內存中寫，類似生產者
semid = semget(2000, 1, IPC_CREAT|0666);
ERROR_CHECK(semid, -1, "A semget");
shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666);//創建一個共享內存
ERROR_CHECK(shmid, -1, "shmget");
p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
signal(SIGINT, sigFunc);
signal(SIGQUIT, sigFunc);
int ret = chatA(shmid, semid, p);
ERROR_CHECK(ret, -1, "run A");//檢查是否成功打開通信窗口
return 0;
}
int chatA(int shmid, int semid, char *p){
//成功運行返回1，否則返回-1
fdRead = open("1.pipe", O_RDONLY);//以隻讀模式打開管道1
ERROR_CHECK(fdRead, -1, "open fdRead");//檢查是否成功打開
fdWrite = open("2.pipe", O_WRONLY);//以隻寫模式打開管道2
ERROR_CHECK(fdWrite, -1, "open fdWrite");//檢查
setbuf(stdin, NULL);
puts("=========== A ===========");
char buf[512] = {0};
fd_set rdset;//設置一個信箱，用來監控有沒有讀取到信息
while(1){
struct timeval timeout;//設置超時
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 15000000;//超過5秒沒有接收到信息就是超時
FD_ZERO(&rdset);//初始化集合，清空信箱
FD_SET(fdRead, &rdset);//將要監聽的管道1註冊到集合中
FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset);//將要監聽的標準輸入註冊到集合中
int tret = select(fdRead + 1,&rdset,NULL,NULL,&timeout);//調用select進行監聽
if(tret == 0){
puts("time out!");
}
//select阻塞進程，任意一個FD就緒，解除阻塞
//解除阻塞，檢查是誰就緒
if(FD_ISSET(fdRead, &rdset)){
//如果是管道就緒，讀取管道中的內容，發送給A1
memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空buf中的內容，用來接收管道中的信息
int ret = read(fdRead, buf, 1024);//將管道中的信息讀取出來
if(ret == 0){
//如果另一端對管道的寫先關閉瞭，退出聊天
sigFunc(2);
break;
}
//獲取從B來的消息的類型
int type = 0;
sscanf(buf, "%*d %d", &type);//讀取消息的類別，1類為正常，2類為關閉所有窗口
int snd_ret = 0;
switch (type){
case 1:
//如果是1號信息，通過共享內存直接把消息發送給A1
snd_ret = sndToA1(shmid, semid, p, buf);
ERROR_CHECK(snd_ret, -1, "sndToA1");
break;
case 2:
//=====如果是從B發過來的2號信息，關閉所有窗口=====
//向A1發送一個空的2號信號，讓A1自己退出，然後自己再退出
sigFunc(2);
exit(0);
}
}
if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)){
//如果標準輸入準備就緒，讀取標準輸入區的數據，標記為3號信號，發送給A1和B
time_t localtm;
time(&localtm);//獲取當前時間
localtm += 8*3600;
memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空buf
int ret = read(STDIN_FILENO, buf, 1024);//讀取數據
if(ret == 0){
//如果在標準輸入中讀到瞭終止符，退出聊天窗口
puts("I quite.");
break;
}
char sstoA1[1024] = {0};//用來拼接數據,發送給A1的數據
char sstoB[1024] = {0};//用來拼接數據，發送給B的數據
sprintf(sstoA1, "%ld %d %s", localtm, 3, buf); //標註為三號信號發送給A1
sprintf(sstoB, "%ld %d %s", localtm, 1, buf); //標註為1號信號發送給B
sndToA1(shmid, semid, p, sstoA1);//發送給A1
write(fdWrite, sstoB, sizeof(sstoB));//通過管道發送給B
}
}
close(fdRead);
close(fdWrite);
return 1;//程序成功運行結束，返回1
}
int sndToA1(int shmid, int semid, char *p, char *msg){
//使用共享內存和信號量給A1傳遞信息
//信號量集的操作，如果有新消息就往共享內存中寫，類似生產者
struct sembuf V;
V.sem_num = 0;
V.sem_op = +1;
V.sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid, &V, 1);
/* int shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666);//創建一個共享內存 */
ERROR_CHECK(shmid, -1, "shmget");
/* char *p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); */
memcpy(p, msg, strlen(msg));//向共享內存中寫信息
return 1;
}
void closeAll(){
//根據共享內存和信號量級的標識符，關閉並刪除它們
write(fdWrite, "0 2 0", 5);//通過管道發送給B
shmdt(p);
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
semctl(semid, IPC_RMID, 0);
close(fdWrite);
close(fdRead);
exit(0);
}
void sigFunc(int signum){
printf("Bye Bye.\n");
//捕捉2號和3號信號，發送關閉信息給A1，然後調用closeAll
sndToA1(shmid, semid, p, "0 2 0");//發送給A1
usleep(500);
closeAll();
}
b.c
//========= B窗口 ===========
//1.從標準輸入讀取數據，通過有名管道發送給A窗口
//2.接收從A窗口發送過來的數據
//3.通過共享內存和信號量，將從A來的數據發送給B1
//===========================
#include <func.h>
//自定義一個消息結構體，用來和B1傳遞數據
typedef struct myMsg{
long mtype;
char mtext[512];
}myMsg_t;
int chatB(char *pipe1, char *pipe2);
int sndToB1(int msqid, char *msg);//把從A來的消息發送給B1
void closeAll();
void sigFunc(int signum);
//全局變量，後面回收資源時要用到
int msqid;
int fdWrite;
int fdRead;
int main()
{
msqid = msgget(3000, IPC_CREAT|0666);
ERROR_CHECK(msqid, -1, "B msgget");
//註冊新的信號處理函數
signal(SIGINT, sigFunc);
signal(SIGQUIT, sigFunc);
int ret = chatB("./1.pipe", "./2.pipe");
ERROR_CHECK(ret, -1, "run B");
return 0;
}
int chatB(char *pipe1, char *pipe2){
//通信窗口2，讀管道2中的信息，向管道1寫信息
fdWrite = open(pipe1, O_WRONLY);
ERROR_CHECK(fdWrite, -1, "open pipe1");
fdRead = open(pipe2, O_RDONLY);
ERROR_CHECK(fdRead, -1, "open pipe2");
setbuf(stdin, NULL);
puts("============ B ============");
char buf[512] = {0};
fd_set rdset;//設置集合，用來監聽
while(1){
//利用集合設置阻塞
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 15000000;
FD_ZERO(&rdset);//初始化集合
FD_SET(fdRead, &rdset);
FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset);
int tret = select(fdRead+1,&rdset,NULL,NULL,&timeout);
if(tret == 0){
puts("time out!");
}
//集合中有就緒的，檢查是誰就緒，並進行相應的操作
if(FD_ISSET(fdRead, &rdset)){
//如果是管道就緒，讀取數據並發送給B1
memset(buf, 0, sizeof(buf));
int ret = read(fdRead, buf, 1024);
if(ret == 0){
sigFunc(2);
break;
}
int type = 0;//用來存儲消息的類型
sscanf(buf, "%*d %d", &type);//從消息中獲取類型信息
//如果是2號信息，關閉所有窗口
//向B1發送關閉信號，然後回收消息隊列，再自己結束
if(type == 2){
sigFunc(2);
exit(0);
}
//如果是其他有效信息，發送給B1
int snd_ret = sndToB1(msqid, buf);
ERROR_CHECK(snd_ret, -1, "B sndToB1");
}
if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)){
//如果是標準輸入區就緒，讀取數據,分別發給A和B1
time_t localtm;
time(&localtm);//獲取當前時間
localtm += 8*3600;
memset(buf, 0, sizeof(buf));
int ret = read(STDIN_FILENO, buf, 1024);
if(ret == 0){
puts("I quite.");
break;
}
//按照協議拼接數據並發送出去
char sstoA[1024] = {0};//發送給A的數據
sprintf(sstoA, "%ld %d %s", localtm, 1, buf);
write(fdWrite, sstoA, sizeof(sstoA));
char sstoB1[1024] = {0};//發送給B1的數據標註為3號
sprintf(sstoB1, "%ld %d %s", localtm, 3, buf);
sndToB1(msqid, sstoB1);
}
}
close(fdRead);
close(fdWrite);
return 1;//程序成功運行結束，返回1
}
int sndToB1(int msqid, char *msg){
//通過消息隊列，把數據發送給B1
myMsg_t msgtoB1;//創建一個消息結構體
msgtoB1.mtype = 1;
memset(msgtoB1.mtext, 0, sizeof(msgtoB1.mtext));
memcpy(msgtoB1.mtext, msg, strlen(msg));
msgsnd(msqid, &msgtoB1, strlen(msg), 0);
return 1;
}
void closeAll(){
msgctl(msqid, IPC_RMID, 0);//刪除消息隊列
close(fdWrite);//關閉管道
close(fdRead);
exit(0);
}
void sigFunc(int signum){
printf("Bye Bye.\n");
//通過消息隊列，把關閉信息發送給B1，然後刪除消息隊列，然後自己退出
sndToB1(msqid, "0 2 0");//發送給B1關閉信號
write(fdWrite, "0 2 0", 5);//發送給A關閉信號
usleep(500);//睡一下，等B1先關閉
//捕獲2號和3號信號，調用closeAll函數
closeAll();
}
a1.c
//========== A1 ==========
//1.從共享內存中讀取消息
//2.打印
int display();
#include <func.h>
int main()
{
int ret = display();
ERROR_CHECK(ret, -1, "A1 display");
return 0;
}
int display(){
//1.從共享內存中讀取數據
//沒有消息就等待，有消息就讀取，使用信號量集，類似消費者
//1.1 創建一個信號量集，如果共享內存中有數據就讀取，如果共享內存中沒有數據就阻塞
int semid = semget(2000, 1, IPC_CREAT|0666);
ERROR_CHECK(semid, -1, "A1 semget");
semctl(semid, 0, SETVAL, 0);//信號量初始值設為0
//設置信號量，測試並取資源，類似消費者操作
struct sembuf P;
P.sem_num = 0;
P.sem_op = -1;
P.sem_flg = SEM_UNDO;
printf("=========== A1 ===========\n");
while(1){
semop(semid, &P, 1);//P操作，測試並取資源
int shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666);
ERROR_CHECK(shmid, -1, "A1 shmget");
char *p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);//連接共享內存
int type = 0;
sscanf(p, "%*d %d", &type);//獲取消息的屬性，然後根據協議執行相應的操作
switch (type){
case 1:
//從B來的消息
printf("<<<<<<<<< receive <<<<<<<<<<\n");
struct tm *ptm = NULL;
time_t tmp = 0;
char ss[512] = {0};
sscanf(p, "%ld", &tmp);//讀取消息中的時間信息
sscanf(p, "%*d %*d %[^\n]", ss);
ptm = gmtime(&tmp);
printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
ptm->tm_year+1900,ptm->tm_mon+1,ptm->tm_mday,
ptm->tm_hour, ptm->tm_min, ptm->tm_sec);
puts(ss);
printf("\n");
//清空共享內存中的數據
memset(p, 0, 4096);
break;
case 2:
printf("Bye Bye.\n");
shmdt(p);
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
exit(0);
break;
case 3:
printf(">>>>>>>>> send >>>>>>>>>>>\n");
struct tm *ptm3 = NULL;
time_t tmp3 = 0;
char ss3[512] = {0};
sscanf(p, "%ld", &tmp3);//讀取消息中的時間信息
sscanf(p, "%*d %*d %[^\n]", ss3);
ptm3 = gmtime(&tmp3);
printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
ptm3->tm_year+1900,ptm3->tm_mon+1,ptm3->tm_mday,
ptm3->tm_hour, ptm3->tm_min, ptm3->tm_sec);
puts(ss3);
printf("\n");
//清空共享內存中的數據
memset(p, 0, 4096);
break;
default:
printf("sonething wrong!\n");
}
}
}
b1.c
//========== B1 ===========
//接收來自B的消息，並打印
#include <func.h>
typedef struct myMsg{
long mtype;
char mtext[512];
}myMsg_t;
int display();
int main()
{
int ret = display();
ERROR_CHECK(ret, -1, "B1 display");
return 0;
}
int display(){
printf("=========== B1 ===========\n");
while(1){
//接收來自B的消息
int msqid = msgget(3000, IPC_CREAT|0666);
ERROR_CHECK(msqid, -1, "B1 msgget");
myMsg_t msgfromB;
memset(&msgfromB, 0, sizeof(msgfromB));
msgrcv(msqid, &msgfromB, sizeof(msgfromB.mtext), 1, 0);
//1.如果是2類信號，退出
int type = 0;
sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %d", &type);//讀取消息的屬性，根據不同屬性，執行相應的操作
switch (type){
case 1:
//從B來的消息
printf("<<<<<<<<< receive <<<<<<<<<<\n");
struct tm *ptm = NULL;
time_t tmp = 0;
char ss[512] = {0};
sscanf(msgfromB.mtext, "%ld", &tmp);//讀取消息中的時間信息
sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %*d %[^\n]", ss);
ptm = gmtime(&tmp);
printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
ptm->tm_year+1900,ptm->tm_mon+1,ptm->tm_mday,
ptm->tm_hour, ptm->tm_min, ptm->tm_sec);
puts(ss);
printf("\n");
//清空共享內存中的數據
break;
case 2:
//刪除消息隊列並退出
printf("Bye Bye.\n");
msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL);
exit(0);
case 3:
printf(">>>>>>>>> send >>>>>>>>>>>\n");
struct tm *ptm3 = NULL;
time_t tmp3 = 0;
char ss3[512] = {0};
sscanf(msgfromB.mtext, "%ld", &tmp3);//讀取消息中的時間信息
sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %*d %[^\n]", ss3);
ptm3 = gmtime(&tmp3);
printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
ptm3->tm_year+1900,ptm3->tm_mon+1,ptm3->tm_mday,
ptm3->tm_hour, ptm3->tm_min, ptm3->tm_sec);
puts(ss3);
printf("\n");
break;
default:
printf("Something wrong!\n");
}
}
}
運行如下：
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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