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

要求实现用户注册、用户登录功能，密码需加密显示
要求实现聊天功能，双方能互发消息
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：

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！