C++ SOCKET多線程實(shí)現(xiàn)聊天小程序

更新時(shí)間：2021年06月30日 17:11:55 作者：NKU丨陽(yáng)

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++ SOCKET多線程實(shí)現(xiàn)聊天小程序，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實(shí)例為大家分享了C++ SOCKET多線程實(shí)現(xiàn)聊天小程序的具體代碼，供大家參考，具體內(nèi)容如下

TCP/IP協(xié)議與SOCKET

什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)實(shí)體之間的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則，這些規(guī)則就稱為協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組成要素有：

1.語(yǔ)法，數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式
2.語(yǔ)義：需要發(fā)出何種控制信息，完成哪些動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)
3.時(shí)序：事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說(shuō)明

在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，通信的實(shí)體的相同層次的結(jié)構(gòu)必須執(zhí)行相同的協(xié)議，這是協(xié)議的對(duì)等性原則。

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)與SOCKET

關(guān)于TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容本文不做論述，如果你沒(méi)有這方面的知識(shí)想要快速理解這個(gè)東西，可以把網(wǎng)絡(luò)通信類比成兩個(gè)人之間寫信。你的信件就是通信過(guò)程中要傳遞的消息或者數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)你的“信件”進(jìn)行了包裝，比如給你貼了郵票、包了信封、投進(jìn)了郵箱，然后你的“信件”就能通過(guò)郵局送到收信人那里。

SOCKET（套接字）是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)提供的典型網(wǎng)絡(luò)編程界面，進(jìn)程通過(guò)SOCKET發(fā)送消息和接收消息。你可以把SOCKET看作一道“門”，發(fā)送消息的進(jìn)程從“門”把消息推出去；消息被推出之后利用下層的通信設(shè)施傳遞到接收進(jìn)程所在的“門”；然后接收進(jìn)程再?gòu)摹伴T”把消息拉進(jìn)去。套接字SOCKET又分為數(shù)據(jù)報(bào)套接字和流式套接字，分別使用UDP協(xié)議和TCP協(xié)議。

SOCKET編程

我們嘗試編寫一個(gè)單播聊天室，這個(gè)聊天室可以讓多個(gè)客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行連接，而單播的意思是各個(gè)客戶端只能與服務(wù)端進(jìn)行單獨(dú)通信，不同客戶端之間無(wú)法通信。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)我們還需要用到多線程。整體實(shí)現(xiàn)思路如下圖：

話不多說(shuō)，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(shí)在線的客戶端數(shù)量，可以隨意修改
#define MaxBufSize 1024
int num =0;//客戶端數(shù)量計(jì)數(shù)器
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS

//服務(wù)線程
DWORD WINAPI SeverThread(LPVOID lpParameter)
{
    //新建一個(gè)SOCKET用于通信
 SOCKET *ClientSocket = (SOCKET*)lpParameter;
 int receByt = 0;
 char RecvBuf[MaxBufSize];
 char SendBuf[MaxBufSize];
 char exitBuf[5];
 //開(kāi)始接收
 while (1)
 {
  receByt = recv(*ClientSocket, RecvBuf, sizeof(RecvBuf), 0);
  if (receByt > 0)
  {
      //當(dāng)客戶端發(fā)來(lái)的消息是“exit”，就關(guān)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(shuō)到的客戶端關(guān)閉連接是指客戶端掉線了
   if (WSAGetLastError() == 10054)//檢測(cè)到客戶端關(guān)閉連接
   {
    cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
    closesocket(*ClientSocket);
    num--;
    return 0;
   }
   else//接收失敗顯示錯(cuò)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(cè)到客戶端主動(dòng)關(guān)閉連接
   {
    cout << "client " << *ClientSocket << " exit!" << endl;
    closesocket(*ClientSocket);
    num--;
    return 0;
   }
   else//發(fā)送失敗顯示錯(cuò)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(jī)ip
 ListenAddr.sin_port = htons(PORT);
 //綁定監(jiān)聽(tīng)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(kāi)始監(jiān)聽(tīng)
 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(huán)接收客戶端連接請(qǐng)求并創(chuàng)建服務(wù)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(gè)服務(wù)器端，每有一個(gè)新的客戶端請(qǐng)求建立連接，服務(wù)器都會(huì)新開(kāi)一個(gè)線程為一個(gè)客戶端提供服務(wù)，并在這個(gè)線程中新建立一個(gè)SOCKET用于與客戶端進(jìn)行通信，同時(shí)服務(wù)器也應(yīng)該能夠在不同階段（接收或發(fā)送）檢測(cè)客戶端是否已經(jīng)斷開(kāi)連接，以便及時(shí)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(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)
 char SendBuff[MaxBufSize];//發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
 char RecvBuff[MaxBufSize];//接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
 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(wù)器建立連接后，必須由客戶端先發(fā)送消息才能開(kāi)啟對(duì)話。支持中英文聊天，一次最多發(fā)送1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。你要建立多個(gè)客戶端的話只需要再新建幾個(gè)工程然后把Client的代碼復(fù)制進(jìn)去運(yùn)行即可。或者直接多復(fù)制幾個(gè)編譯生成的exe程序。

總結(jié)

本例中，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)客戶端建立了連接時(shí)，他們可以先發(fā)送消息，服務(wù)器不一定要立即回復(fù)，而當(dāng)服務(wù)器接收了來(lái)自多個(gè)客戶端的消息然后再進(jìn)行回復(fù)時(shí)，回復(fù)的順序是按照接收順序來(lái)的，誰(shuí)的消息先送到就先回復(fù)誰(shuí)，我們?cè)诜?wù)端無(wú)法指定我接下來(lái)的這條消息發(fā)給誰(shuí)。這是因?yàn)槲也](méi)有使用線程池，因此不同線程之間無(wú)法識(shí)別也無(wú)法建立連接，而操作系統(tǒng)默認(rèn)當(dāng)多個(gè)線程都在等待回復(fù)時(shí)（此時(shí)這個(gè)線程處于掛起狀態(tài)），如果沒(méi)有特殊規(guī)定且資源夠用的話就要遵循先來(lái)后到的順序。想要徹底明白這一部分需要一些操作系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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