消息队列、socket(UDP)实现简易聊天系统

　　前言：

　　最近在学进程间通信，所以做了一个小项目练习一下。主要用消息队列和socket(UDP)实现这个系统，并数据库存储数据，对C语言操作数据库不熟悉的可以参照我的这篇博客：https://www.cnblogs.com/liudw-0215/p/9593414.html，所有代码提交我的Github上，地址：https://github.com/ldw0215/Chat-System.git，可以自行下载，然后make一下就可以了。

　　 一、项目要求

1. 要求实现用户注册、用户登录功能，密码需加密显示
2. 要求实现聊天功能，双方能互发消息
3. 数据要求数据库存储

　　二、架构解析

　　主要流程图如下：

　　　　

　　主要有客户端（用户）和服务端，客户端发送注册、登录请求，服务端回应请求，并且双方可以模拟聊天（互相发送消息），主要客户端请求界面见下图：

　　

　　注册、登录使用消息队列进行通信的，聊天是通过socket(UDP)实现的！数据存在数据库中，需要一张数据表，建表数据语句如下：

　　

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  `password` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  `check` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `name` (`name`)
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=52 DEFAULT CHARSET=utf8;

　　三、客户端实现

　　client.c创建不同的消息队列的键，根据不同的消息类型的进行发送，并等待服务端响应，client.c代码如下：

　　

#include "my.h"
 
Msg m;
Msg_stoc msg_stoc;
 
static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;
 
void showmenu()
{
    puts("-------CHAT----------");
    puts("|  1:发送  2:接收   |");
    puts("|      3:退出       |");
    puts("--------------------");
}
 
void show()
{
    puts("-------CHAT----------");
    puts("|  1:注册  2:登录   |");
    puts("|      0:退出       |");
    puts("--------------------");
}
 
void send1()
{
    printf("%s","send");
    char buf[] = {'\0'};
    char str[] = {'\0'};
    struct sockaddr_in dui,zj;
    int n;
    short x;
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,);
    if(sockfd < )
    {
        perror("socket");
        exit(-);
 
    }
    zj.sin_family = AF_INET;
    zj.sin_port = htons();
    zj.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    n = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&zj,sizeof(zj));
    if(n < )
    {
        close(sockfd);
        perror("bind");
        exit(-);
 
    }
    //puts("请输入对方号码 端口 IP ");
    //scanf("%hd%s",&x,buf);
    getchar();
    dui.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.10.3.129");
    dui.sin_port = htons();
    dui.sin_family = AF_INET;
    puts("请输入想要发送的内容：");
    //gets(str);
    fgets(str,,stdin);
 
    n = sendto(sockfd,str,sizeof(str),,(struct sockaddr *)&dui,sizeof(dui));
    if(n <= )
    {
        close(sockfd);
        perror("sendto");
        exit(-);
 
    }
    close(sockfd);
    return;
 
}
#if 1
void asend(int sockfd,struct sockaddr_in dui)
{
    char buf[] = {'\0'};
    int n;
    puts("请输入要回复的内容：");
    fgets(buf,,stdin);
    //gets(buf);
    n = sendto(sockfd,buf,sizeof(buf),,(struct sockaddr*)&dui,sizeof(dui));
    if(n <= )
    {
        perror("sendto");
        close(sockfd);
        exit(-);
 
    }
    close(sockfd);
    return ;
}
 
void choose1(char ch ,int sockfd,struct sockaddr_in dui)
{
    switch(ch)
    {
    case 'a':
        asend(sockfd,dui);
        break;
    case 'n':
        break;
    default:
        puts("input error!");
        break;
 
    }
}
#endif
void recv1()
{
    struct sockaddr_in dui,zj;
    socklen_t len = sizeof(dui);
    int n;
    char buf[] = {'\0'};
    char ch;
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,);
    if(sockfd < )
    {
        perror("socket");
        exit(-);
 
    }
    zj.sin_family = AF_INET;
    zj.sin_port = htons();
    zj.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    n = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&zj,sizeof(zj));
    if(n < )
    {
        close(sockfd);
        perror("bind");
        exit(-);
 
    }
    n = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),,(struct sockaddr *)&dui,&len);
    if(n <= )
    {
        close(sockfd);
        perror("recvfrom");
        exit(-);
    }
    puts(buf);
    puts("是否要回复： 回复-》a,不回复-》n");
    ch = getchar();
    getchar();
    choose1(ch,sockfd,dui);
}
 
void choose(int ch)
{
    printf("%d",ch);
    switch(ch)
    {
    case :
        m.type = ;
        msgsnd(msgid_ctos,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),);
        send1();
        break;
    case :
        recv1();
        break;
    case :
        exit();
        break;
    default:
        puts("input error!");
        break;
 
    }
}
 
void regis()
{
    printf("请输入姓名：");
    scanf("%s",m.name);
 
    printf("请输入密码：");
    scanf("%s",m.passwd);
    m.type=;
}
 
void login(void)
{
    printf("请输入用户名：");
    scanf("%s",&m.name);
 
    printf("请输入密码：");
    scanf("%s",&m.passwd);
    m.type=;
}
 
int main(int argc ,char *argv[])
{
    msgid_ctos=get_ctos_msg();
    msgid_stoc=get_stoc_msg();
 
    int temptype;
 
    while()
    {
        show();
        int a = ;
        scanf("%d",&a);
        getchar();
        switch(a)
        {
                case :return ;
                case :regis();temptype=;break;     //注册
                case :login();temptype=;break;   //登录
        }
 
        int ret;
        long type=;
 
        printf("name:%s,passwd:%s\n", m.name,m.passwd);
        msgsnd(msgid_ctos,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),);
 
        sleep();
        msgrcv(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc),temptype,);
 
        if( == strcmp(msg_stoc.check,"yes"))
        {
            printf("%s",msg_stoc.info);
            break;
        }
    }
 
    while()
    {
        showmenu();
        int ch;
        puts("请输入功能");
        scanf("%d",&ch);
        getchar();
        printf("%d",ch);
        choose(ch);
    }
    return ;
}

　　注意，不同的通信，要用创建不同消息队列的键，并且消息类型也要不同！

　　四、服务端实现

　　服务端主要接送并响应客户端，主要创建不同的子进程，然后调用exec族函数，调用二进制文件，并通过消息队列接收阻塞执行，并建立信号，检测Ctrl+c信号，是进程退出，服务端响应截图如下：

　　

　　其实现代码如下：

　　

#include"my.h"
 
static pid_t sub_pid[];
 
static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;
 
void sigint(int signum)
{
    int i;
    for(i=;i<;i++)
    {
        kill(sub_pid[i],SIGKILL);
    }
 
}
 
int main(int argc,char*argv[])
{
    signal(SIGINT,sigint);
 
    msgid_ctos=get_ctos_msg();
    msgid_stoc=get_stoc_msg();
 
    sub_pid[]=vfork();
    if(==sub_pid[])
    {
        execl("register","register",NULL);
    }
 
    sub_pid[]=vfork();
    if(==sub_pid[])
    {
        execl("login","login",NULL);
    }
 
    sub_pid[]=vfork();
    if(==sub_pid[])
    {
        execl("chat","chat",NULL);
    }
 
    wait(NULL);
    return ;
}

　　四、各模块及数据库解析

　　数据库是通过数据库函数实现的，需要头文件<mysql.h>,并链上动态库-I/usr/include/mysql -L/usr/lib64/mysql -lmysqlclient，数据量比较小，之后还要考虑优化的问题；

　　注册、登录、聊天都是不同的.c文件生成二进制实现的：

　　注册通过消息队列接收用户名和密码存入数据库，代码如下：

　　

#include"my.h"
 
Msg per;
Msg_stoc msg_stoc;
 
static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;
 
void open_cli()
{
    MYSQL conn;
    int res;
    //MYSQL_RES * result;
    //MYSQL_ROW row;
    mysql_init(&conn);
 
    //第三、四和五个参数，需要自己修改一下
    if (mysql_real_connect(&conn, "localhost", "root", "p@s#0fSPV", "pvault", , NULL, )) {
        printf("coneect mysql successful\n");
        char insert_query[];
        //insert
        memset(insert_query, , sizeof(insert_query));
        strcat(insert_query, "insert into user(name,password) values('");
        strcat(insert_query, per.name);
        strcat(insert_query, "','");
        strcat(insert_query, per.passwd);
        strcat(insert_query, "')");
        printf("SQL语句: %s\n", insert_query);
        res = mysql_query(&conn, insert_query);
        if (!res) {
            printf("insert %lu rows\n", (unsigned long)mysql_affected_rows(&conn));
            sprintf(msg_stoc.check,"%s","no");
        }
        else {
            printf("insert error\n");
        }
 
    }
}
 
int main()
{
    msgid_ctos = get_ctos_msg();
    msgid_stoc = get_stoc_msg();
 
    //int    sockfd = socket_rcv();
    while()
    {
        int n;
        long type;
        //per.type = 1;
        msgrcv(msgid_ctos,&per,sizeof(per)-sizeof(type),,);
        printf("name:%s,passwd:%s\n", per.name,per.passwd);
        sleep();
        open_cli();
        //Msg m;
        msg_stoc.type = ;
        sprintf(msg_stoc.check,"%s","no");
        printf("check:%s", msg_stoc.check);
        msgsnd(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc)-sizeof(type),);
    }
}

　　登录也是通过消息队列接收用户名和密码，并从查询出数据，进行对比，是否可以登录，代码如下：

　　

#include"my.h"
 
Msg per;
Msg_stoc msg_stoc;
 
static int msgid_ctos;
static int msgid_stoc;
 
void login(void)
{
    MYSQL conn;
    int res;
    MYSQL_RES * result;
    MYSQL_ROW row;
    mysql_init(&conn);
 
    //第三、四和五个参数，需要自己修改一下
    if (mysql_real_connect(&conn, "localhost", "root", "p@s#0fSPV", "pvault", , NULL, )) {
        printf("coneect mysql successful\n");
    char select_query[] = {};
    snprintf(select_query,,"select name,password from user where name='%s'",per.name);
    printf("SQL语句: %s\n", select_query);
    if (mysql_query(&conn, select_query) != ) {
        fprintf(stderr, "查询失败\n");
        exit();
    }
    else {
    if ((result = mysql_store_result(&conn)) == NULL) {
            fprintf(stderr, "保存结果集失败\n");
            exit();
        }
        else {
            while ((row = mysql_fetch_row(result)) != NULL) {
                printf("name is %s , ", row[]);
                printf("age is %s\n", row[]);
                if(( == strcmp(row[],per.name)) && ( == strcmp(row[],per.passwd)))
                    strcpy(per.info,"login success!");
            }
        }
    }
 
    }
}
 
int main()
{
    msgid_ctos = get_ctos_msg();
    msgid_stoc = get_stoc_msg();
 
    //int    sockfd = socket_rcv();
    while()
    {
        int n;
        long type;
        //per.type = 3;
        msgrcv(msgid_ctos,&per,sizeof(per)-sizeof(type),,);
        //printf("name:%s,passwd:%s\n", per.name,per.passwd);
        sleep();
        login();
        //Msg m;
        msg_stoc.type = ;
        sprintf(msg_stoc.check,"%s","yes");
        printf("check:%s", per.info);
        msgsnd(msgid_stoc,&msg_stoc,sizeof(msg_stoc)-sizeof(type),);
    }
}

　　

　　聊天是通过socket（UDP）实现的。

　　总结：通过做这种小项目学到了很多，也发现许多不足，最重要的就是架构能力，之前都是做一小块，没有大局观，虽然项目小，但五张俱全，很锻炼人，继续找项目做！