LINUX课程设计.docx
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LINUX课程设计
Linux课程设计
网络聊天
小组成员介绍：
王士俊（客户端程序设计，构建主要思想框架）
赵荻131842223（客户端程序设计，总结报告）
林雅洁131842198（服务端程序设计，查阅资料）
张柯131842222（服务端程序设计，查阅资料）
林丽（服务端程序设计，查阅资料）
安徽工业大学工商学院
1.系统概述
网络聊天程序是目前应用极为广泛的一种网络软件，对于方便人们的交流沟通非常有效，同时，作为一种典型的网络应用，编写网络聊天程序是学习基于Linux的网络编程的有效方法。
本次课题设计是在使用Linux线程和Socket接口的基础上，编写网络聊天程序，从而掌握Linux应用程序开发的基本方法，练习Linux线程及Socket编程的方法，从而将所学知识融会贯通。
2.需求分析
2.1功能需求
本次课程设计需要完成以下功能：
（1）实现在服务器的控制下，完成多人聊天，采用单机多终端模拟方式。
（2）在服务器端，使用多线程机制，为多个用户服务。
（3）服务器能够对要求接入的客户端进行身份识别，完成聊天数据的转发，并能够将不同用户聊天记录存档。
2.2性能需求
（1）可靠性高，能在由于系统问题或其它原因产生错误后，作出相对应处理，比如网络初始化失败、服务器不在线等，可以提示用户安全退出本程序，在出现不可知的错误以后，可以尽量安全的退出程序。
（2）模块化设计此软件的功能，不同的模块实现不同的功能，使得软件易于以后的维护与扩展，在以后可以更好的完善本软件的功能，更方便于在工作中的应用。
（3）宜操作性，程序简单易懂，容易上手使用。
2.3运行环境要求
本项目开发主要完成软件开发可在Linux平台下开发
3.系统设计
3.1系统总体流程图
图1系统设计流程图
3.2系统模块设计
3.2.1转发信息模块
服务器定义readMessage函数用于存储要求请求连接的用户名，客户发送的信息，该消息服务器、客户端共享，客户端读取该信息，从而实现信息转发。
3.2.2用户登录模块
用户输入用户名、服务器ip地址及密码，如果通过合法性检测，则可进入聊天主界面与其他人进行聊天。
3.2.3群聊模块
客户端点击“发送信息”按钮，该客户端的ip地址、端口号以及信息内容一起打包写入服务器readMessage函数，客户端通过线程可以读取该客户write中的内容，从而实现群聊。
3.3详细设计
3.3.1服务器模块
图2服务器模块流程图
该服务器界面用于显示用户上线与下线的信息，不可用于聊天，是用于将客户端群聊时发送的信息转发给每一个在线用户，处于一个承接的作用。
3.3.2登录模块设计
图3登录模块流程图
用户登录需输入相关信息，经过相关的检测后，方可登录。
登陆后可查看群聊信息，且可与其他人进行聊天
3.2.2消息格式化模块
消息格式化是将用户的对应信息合成固定形式进行传送。
图4消息格式化模块流程图
3.2.3群聊模块
用户登陆以后，可与显示在线的任何用户进行聊天，也可与在线用户一起进行群聊。
图5群聊模块程序流程图
4.源代码
客户端程序client.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineTRUE1
#definePORT5000
staticintsockfd;
voidrecvfromserver（）//接受服务器消息线程入口函数
{charmes[1024];
intnbytes=0;
while
（1）
{memset（mes,0,sizeof（mes））;
nbytes=read（sockfd,mes,sizeof（mes））;
if（nbytes>0）
{mes[nbytes]='\0';
printf（"%s\n",mes）;
}
}
pthread_exit（NULL）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
//intsockfd;
charbuffer[1024];
structsockaddr_inserver_addr;
structhostent*host;
intportnumber,nbytes;
charstrhost[16];
charclientname[20];
charmes[1024];
intthr_id;/*threadIDforthenewlycreatedthread*/
pthread_tp_thread;/*thread'sstructure*/
if（argc!
=1）
{fprintf（stderr,"Usage:
%s\a\n",argv[0]）;
exit
（1）;
}
Printf（"请输入服务器ip地址\n"）;
scanf（"%s",strhost）;
if（（host=gethostbyname（strhost））==NULL）
{fprintf（stderr,"Gethostnameerror\n"）;
exit
（1）;
}/*客户程序开始建立sockfd描述符*/
printf（"正在建立套接口...\n"）;
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）
{fprintf（stderr,"SocketError:
%s\a\n",strerror（errno））;
exit
（1）;
}/*客户程序填充服务端的资料*/
bzero（&server_addr,sizeof（server_addr））;
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons（PORT）;
server_addr.sin_addr=*（（structin_addr*）host->h_addr）;
printf（"套接口创建成功，正在链接服务器...\n"）;/*客户程序发起连接请求*/
if（connect（sockfd,（structsockaddr*）（&server_addr）,sizeof（structsockaddr））==-1）
{fprintf（stderr,"ConnectError:
%s\a\n",strerror（errno））;
exit
（1）;
}/*连接成功了*/
Printf（"链接服务器成功\n欢迎来到聊天室\n"）;
Printf（"请输入你的用户昵称\n"）;
scanf（"%s",clientname）;
//write（sockfd,clientname,sizeof（clientname））;
Printf（"\n\n开始聊天吧（\"Quit\"断开连接）\n\n"）;
thr_id=pthread_create（&p_thread,NULL,recvfromserver,NULL）;
while
（1）
{memset（buffer,0,sizeof（buffer））;
memset（mes,0,sizeof（mes））;
scanf（"%s",buffer）;
strcat（mes,clientname）;
strcat（mes,":
"）;
strcat（mes,buffer）;
//printf（"mainthread%s\n",mes）;
if（（write（sockfd,mes,sizeof（mes）））==-1）
{fprintf（stderr,"WriteError:
%s\n",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
if（strcmp（buffer,"Quit"）==0）
{break;
}
}/*结束通讯*/
close（sockfd）;
exit（0）;
}
服务器程序（server.c）
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMAXLINE1000//在一条消息中最大的输出字符数
#defineLISTENQ20//最大监听队列
#definePORT5000//监听端口
#defineMAXFD20//最大的在线用户数量
void*get_client（void*）;
intsockfd,i;
staticintmaxi=0;//maxi表示当前client数组中最大的用户的i值
staticintclient[MAXFD];
voidrecvandsend（void）//监听转发线程入口函数
{intindex=0;
intnbytes=0;
charbuffer[1024];
intlen;
intoutindex=0;
while
（1）
{if（maxi>0）
{memset（buffer,0,sizeof（buffer））;
nbytes=0;
//index++;
nbytes=read（client[index++],buffer,sizeof（buffer））;
//printf（"%d,%d\n",index,client[index]）;
if（nbytes>0）
{buffer[nbytes]='\0';
printf（"%s\n",buffer）;
outindex=0;
while（outindexif（write（client[outindex++],buffer,sizeof（buffer））==-1）
{fprintf（stderr,"WriteError:
%s\n",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
}
}
if（index>=maxi）
index=0;
}
pthread_exit（NULL）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
//intclient_fd[LISTENQ],clientnum=0;;
structsockaddr_inserver_addr;
structsockaddr_inclient_addr;
intsin_size,portnumber;
charhello[]="Hello!
AreYouFine?
\n";
intthr_id;/*threadIDforthenewlycreatedthread*/
pthread_tp_thread;/*thread'sstructure*/
intnew_fd=0;
memset（client,0,sizeof（client））;
if（argc!
=1）
{fprintf（stderr,"Usage:
%sportnumber\a\n",argv[0]）;
exit
（1）;
}/*服务器端开始建立socket描述符*/
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）
{fprintf（stderr,"Socketerror:
%s\n\a",strerror（errno））;
exit
（1）;
}/*服务器端填充sockaddr结构*/
bzero（&server_addr,sizeof（structsockaddr_in））;
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;
server_addr.sin_port=htons（PORT）;/*捆绑sockfd描述符*/
if（bind（sockfd,（structsockaddr*）（&server_addr）,sizeof（structsockaddr））==-1）
{fprintf（stderr,"Binderror:
%s\n\a",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
printf（"服务器监听端口%d...\n",PORT）;
/*监听sockfd描述符*/
if（listen（sockfd,LISTENQ）==-1）
{fprintf（stderr,"Listenerror:
%s\n\a",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
thr_id=pthread_create（&p_thread,NULL,recvandsend,NULL）;
printf（"欢迎来到本聊天室\n"）;
while
（1）
{
/*服务器阻塞,直到客户程序建立连接*/
if（maxi>=20）
{printf（"以达到人数上线\n"）;
continue;
}
sin_size=sizeof（structsockaddr_in）;
if（（new_fd=accept（sockfd,（structsockaddr*）（&client_addr）,&sin_size））==-1）
{fprintf（stderr,"Accepterror:
%s\n\a",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
/*fprintf（stderr,"Servergetconnectionfrom%s\n",inet_ntoa（client_addr.sin_addr））;*/
client[maxi++]=new_fd;
printf（"\n新用户进入聊天室%d\n",new_fd）;
}
close（sockfd）;
exit（0）;
}
5.相关截图
6.设计总结
这次Linux课程设计，我们学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我们的动手、思考和解决问题的能力以及学会了相互帮助，相互团结的团队精神，受益匪浅。
从前的学习我们总是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。
因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
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