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author: hjjdebug
date: 2026年 01月 23日 星期五 17:25:48 CST
descrp: 聊天室程序(c 代码)

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聊天室程序, 就是微信中的群聊功能.
微信相当于客户端程序, 而服务器程序是远程腾讯服务器,在默默的工作.
这里演示的是命令行程序,没有窗口界面. 但原理是一样的.
之所以写它,是因为server.c 和client.c 都是经过我调试的,是可用的程序.算一个小应用程序

1 client.c 程序

client.c实现了聊天室客户端，具有独立的接收线程和发送功能，支持实时消息显示
一个client, 只能与server 想连接.

1.1 client.c 源代码

$cat client.c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<arpa/inet.h>#include<pthread.h>#include<sys/time.h>#defineBUFFER_SIZE1024#defineSERVER_IP"127.0.0.1"#definePORT8080typedefstruct{intsocket;intrunning;}client_context_t;//定义该结构,是为了主线程退出时,子线程要先退出.void*receive_handler(void*arg){client_context_t*ctx=(client_context_t*)arg;charbuffer[BUFFER_SIZE];while(ctx->running){memset(buffer,0,BUFFER_SIZE);intbytes_received=recv(ctx->socket,buffer,BUFFER_SIZE-1,0);if(bytes_received>0){buffer[bytes_received]=0;printf("%s\n",buffer);//printf, 不加\n 会被缓存.不立即显示到屏幕上,而是直到遇到\n才刷新}elseif(bytes_received==0){printf("服务器已断开连接\n");ctx->running=0;break;}else{if(ctx->running){perror("接收数据失败\n");}ctx->running=0;break;}}returnNULL;}intmain(){intsock=0;structsockaddr_inserv_addr;pthread_t recv_thread;client_context_t ctx;// 创建套接字if((sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){perror("套接字创建失败");return-1;}// 设置服务器地址serv_addr.sin_family=AF_INET;serv_addr.sin_port=htons(PORT);if(inet_pton(AF_INET,SERVER_IP,&serv_addr.sin_addr)<=0){perror("无效的服务器地址");return-1;}// 连接到服务器if(connect(sock,(structsockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr))<0){perror("连接服务器失败");return-1;}printf("已连接到聊天室服务器 %s:%d\n",SERVER_IP,PORT);// 初始化上下文并启动接收线程ctx.socket=sock;ctx.running=1;if(pthread_create(&recv_thread,NULL,receive_handler,&ctx)!=0){perror("创建接收线程失败");close(sock);return-1;}// 主循环发送消息charmessage[BUFFER_SIZE];//select 参数intres;// int stdin_fd=fileno(stdin); 可直接使用STDIN_FILENO 宏=0structtimevaltimeout;fd_set readfds;printf("输入消息发送到聊天室 ('quit' 退出):\n");while(ctx.running){// fgets(message, BUFFER_SIZE, stdin); // fgets 会阻塞,服务器先退出则客户端不能退出,所以改用selectFD_ZERO(&readfds);FD_SET(STDIN_FILENO,&readfds);//每次都要初始化,因为select会修改readfds,timeouttimeout.tv_sec=1;//1秒超时timeout.tv_usec=0;res=select(STDIN_FILENO+1,&readfds,NULL,NULL,&timeout);if(res>0&&FD_ISSET(STDIN_FILENO,&readfds)){fgets(message,BUFFER_SIZE,stdin);// 已查询过了,有数据,所以不会在这里阻塞message[strcspn(message,"\n")]=0;// 移除换行符if(strlen(message)==0)continue;printf("receive from stdin:%s\n",message);}elseif(res==0)//超时{// static int count=0;// printf("timeout: %d\n",count++);continue;}else//出现错误{printf("error ocurred! res:%d\n",res);break;}if(send(sock,message,strlen(message),0)<0){perror("发送消息失败");ctx.running=0;break;}if(strcmp(message,"quit")==0){printf("正在断开连接...\n");ctx.running=0;break;}}// 清理资源ctx.running=0;pthread_join(recv_thread,NULL);//等待子线程退出,完美闭环.close(sock);printf("客户端已退出\n");return0;}

2 server.c 程序

server.c实现了支持多客户端连接的聊天室服务器，使用线程处理每个客户端连接，并支持消息广播功能
服务器支持最多10个并发客户端连接，具备完整的连接管理和消息转发机制,很容易扩展为更多的客户端连接

2.1 server.c 源代码

$cat server.c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<unistd.h>#include<arpa/inet.h>#include<pthread.h>#definePORT8080#defineBUFFER_SIZE1024#defineMAX_CLIENTS10intclient_sockets[MAX_CLIENTS];intclient_count=0;pthread_mutex_t clients_mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;voidbroadcast_message(char*message,intsender_sock){pthread_mutex_lock(&clients_mutex);for(inti=0;i<client_count;i++){if(client_sockets[i]!=sender_sock){if(send(client_sockets[i],message,strlen(message),0)<0){perror("广播消息失败");}}}printf("server broad message:%s\n",message);pthread_mutex_unlock(&clients_mutex);}void*handle_client(void*sock_addr){intclient_sock=*(int*)sock_addr;charbuffer[BUFFER_SIZE];intbytes_read;// 发送欢迎消息char*welcome_msg="欢迎加入聊天室!\n";send(client_sock,welcome_msg,strlen(welcome_msg),0);while((bytes_read=read(client_sock,buffer,BUFFER_SIZE-1))>0){buffer[bytes_read]='\0';// 广播消息给其他客户端charbroadcast[BUFFER_SIZE+50];snprintf(broadcast,sizeof(broadcast),"客户端[%d]: %s",client_sock,buffer);broadcast_message(broadcast,client_sock);if(strncmp(buffer,"quit",4)==0){break;}}// 断开客户端连接pthread_mutex_lock(&clients_mutex);for(inti=0;i<client_count;i++){if(client_sockets[i]==client_sock){for(intj=i;j<client_count-1;j++){client_sockets[j]=client_sockets[j+1];}client_count--;break;}}pthread_mutex_unlock(&clients_mutex);close(client_sock);printf("客户端[%d]已断开连接\n",client_sock);returnNULL;}intmain(){intserver_fd,new_socket;structsockaddr_inaddress;intaddrlen=sizeof(address);// 创建服务端套接字if((server_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==0){perror("创建套接字失败");exit(EXIT_FAILURE);}// 设置套接字选项intopt=1;if(setsockopt(server_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt))){perror("设置套接字选项失败");exit(EXIT_FAILURE);}// 配置服务器地址address.sin_family=AF_INET;address.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;address.sin_port=htons(PORT);// 绑定套接字if(bind(server_fd,(structsockaddr*)&address,sizeof(address))<0){perror("绑定失败");exit(EXIT_FAILURE);}// 开始监听if(listen(server_fd,3)<0){perror("监听失败");exit(EXIT_FAILURE);}printf("聊天室服务器启动，监听端口 %d\n",PORT);while(1){// 接受新连接if((new_socket=accept(server_fd,(structsockaddr*)&address,(socklen_t*)&addrlen))<0){perror("接受连接失败");continue;}printf("新客户端连接: %s:%d\n",inet_ntoa(address.sin_addr),ntohs(address.sin_port));// 添加到客户端列表pthread_mutex_lock(&clients_mutex);if(client_count<MAX_CLIENTS){client_sockets[client_count++]=new_socket;}else{printf("客户端数量已达上限\n");close(new_socket);pthread_mutex_unlock(&clients_mutex);continue;}pthread_mutex_unlock(&clients_mutex);// 为客户端创建处理线程, 也可以改为多路I/O复用模型,select 模型pthread_t thread_id;if(pthread_create(&thread_id,NULL,handle_client,&new_socket)!=0){perror("创建线程失败");close(new_socket);}// 分离线程以便自动回收资源pthread_detach(thread_id);}// 清理资源close(server_fd);pthread_mutex_destroy(&clients_mutex);return0;}

server 程序,属于多路I/O ,如果不想用多线程, 而想用select 模型, 也容易实现,算了,不给代码了,说说原理吧.
如果要代码可以参考链接中的代码:

select 函数详解

3. select 函数原理

想用单线程来实现多路IO读写, 于是就有了把多个读描述符合并到一个读bitmap图,
同理还要构建一个写bitmap图, 一个异常bitmap图, 构建了这三个描述符集.这是调用select的前提条件.
调用select, 当前线程就会被阻塞, 当再醒来的时候, 那是因为三个描述符中一定有那么一个fd是激活的.
当然也可能是超时引起的,如果你设置了超时条件.这里先不考虑这种情况.
然后你去从三个描述符集中去查找激活的fd, 然后从该fd中去读取或写入数据.
实际的操作是比描述要简单的, 因为它预先定义了一些宏帮你简化一些操作. 不过原理就是这样了.

3.1 select 优点:

用一个线程监测多个I/O, 没有启用多线程

3.2 select 缺点:

1. bitmap图的大小一般是1024个, 所以fd也就要求<1024了, 个数受到了限制.
2. 醒来后需要查询哪个fd是活跃的,查找方法是枚举,一个一个去测试,询问,效率不高.

针对select 缺点, linux 又提供了高效的epoll接口, 它不需要逐个查询注册的fd, 而是把激活的fd直接构成一个池子,
类似于事件驱动方法, 这样由激活的fd直接找到对应的执行方法. 省略了查找激活fd的过程, 提高了执行效率.

3.3 何时使用select 函数

到底用不用多线程要根据实际环境来决定, 如果连接数不多或者被监测的fd不多,才几个或十几个, 那就用多线程好了.
如果fd 个数 几十个上百个, 那就用select 函数, 因为多线程快承不起了. 几个fd能不能用select呢, 能.
如果fd 个数 成千上万, 那只能用epoll. 因为select 最多支持1024个

4. Makefile

$cat Makefile CC=gcc CFLAGS=-g-Wall-Wextra-std=c99-pthread CLIENT_SRC=client.c SERVER_SRC=server.c CLIENT_TARGET=client SERVER_TARGET=server all:$(CLIENT_TARGET)$(SERVER_TARGET)$(CLIENT_TARGET):$(CLIENT_SRC)$(CC)$(CFLAGS)-o $@ $<$(SERVER_TARGET):$(SERVER_SRC)$(CC)$(CFLAGS)-o $@ $<clean:rm-f $(CLIENT_TARGET)$(SERVER_TARGET).PHONY:all clean

5. 执行效果

下面演示一下2个客户端登录, 服务器和客户端聊天的信息
$ ./server
聊天室服务器启动，监听端口 8080
新客户端连接: 127.0.0.1:54464
server broad message:客户端[4]: 你好,我是客户1
新客户端连接: 127.0.0.1:60958
server broad message:客户端[5]: hello, every body
server broad message:客户端[4]: 欢迎你,客户端5

$ ./client // 这是客户端4
已连接到聊天室服务器 127.0.0.1:8080
输入消息发送到聊天室 (‘quit’ 退出):
欢迎加入聊天室! //欢迎信息

你好,我是客户1 // 客户端4 发出的信息
receive from stdin:你好,我是客户1
客户端[5]: hello, every body // 客户端5 发来的信息
欢迎你,客户端5 // 客户端4 发出的信息
receive from stdin:欢迎你,客户端5

$ ./client // 这是客户端5
已连接到聊天室服务器 127.0.0.1:8080
输入消息发送到聊天室 (‘quit’ 退出):
欢迎加入聊天室! //欢迎信息

hello, every body //客户端5 发出的信息
receive from stdin:hello, every body
客户端[4]: 欢迎你,客户端5 //客户端4 发来的信息

运行良好!