c语言 linux终端聊天

C语言在Linux终端实现聊天功能涉及多个基础概念，包括进程间通信（IPC）、套接字编程、多线程处理等。以下是对这些概念的详细解释，以及相关的优势、类型、应用场景和可能遇到的问题及解决方法。

基础概念

进程间通信（IPC）：
- 概念：IPC是指不同进程之间交换信息和协调操作的方式。
- 类型：包括管道（pipe）、消息队列（message queue）、共享内存（shared memory）、信号量（semaphore）等。

套接字编程：
- 概念：套接字是一种通信端点，允许不同计算机上的进程通过网络进行通信。
- 类型：常见的有TCP套接字和UDP套接字。
多线程处理：
- 概念：多线程允许一个程序同时执行多个任务，提高程序的并发性和效率。
- 优势：能够充分利用多核CPU，提高程序的执行速度。

优势

实时性：聊天应用需要实时响应用户的输入和消息传递。
并发性：能够同时处理多个客户端的连接和消息。
跨平台性：Linux终端下的C语言程序可以在不同的Linux系统上运行。

类型

客户端-服务器模型：一个服务器进程负责接收和分发消息，多个客户端进程发送和接收消息。
P2P模型：每个参与者既是客户端也是服务器，可以直接相互通信。

应用场景

即时通讯软件：如聊天室、在线游戏中的聊天功能。
远程协作工具：团队成员之间的实时交流。
命令行工具：用于自动化任务和脚本编写中的交互式通信。

示例代码

以下是一个简单的C语言TCP聊天服务器和客户端的示例代码：

服务器端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define MAX_CLIENTS 10

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    fd_set readfds;

    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (listen(server_fd, MAX_CLIENTS) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while (1) {
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_SET(server_fd, &readfds);
        int max_sd = server_fd;

        for (int i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {
            int sd = client_socket[i];
            if (sd > 0)
                FD_SET(sd, &readfds);
            if (sd > max_sd)
                max_sd = sd;
        }

        if (select(max_sd + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL) < 0) {
            perror("select error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        if (FD_ISSET(server_fd, &readfds)) {
            if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
                perror("accept");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            printf("New connection, socket fd is %d, ip is: %s, port is: %d\n", new_socket, inet_ntoa(address.sin_addr), ntohs(address.sin_port));
            client_socket[num_clients++] = new_socket;
        }

        for (int i = 0; i < num_clients; i++) {
            int sd = client_socket[i];
            if (FD_ISSET(sd, &readfds)) {
                if (read(sd, buffer, 1024) == 0) {
                    getpeername(sd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen);
                    printf("Host disconnected, ip %s, port %d\n", inet_ntoa(address.sin_addr), ntohs(address.sin_port));
                    close(sd);
                    client_socket[i] = 0;
                } else {
                    buffer[1023] = '\0';
                    printf("From client %d: %s\n", i, buffer);
                    for (int j = 0; j < num_clients; j++) {
                        if (client_socket[j] != 0 && client_socket[j] != sd) {
                            send(client_socket[j], buffer, strlen(buffer), 0);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

客户端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[1024] = {0};

    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);

    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    while (1) {
        printf("Enter message: ");
        fgets(buffer, 1024, stdin);
        send(sock, buffer, strlen(buffer), 0);
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        read(sock, buffer, 1024);
        printf("Server: %s", buffer);
    }

    return 0;
}