UDP -- 简易聊天室

gitee（内有详细代码）

图解

MessageRoute.hpp

UdpClient.hpp

UdpServer.hpp

Main.hpp

运行结果（本地通信）

如何分开对话显示？

gitee（内有详细代码）

chat_room · zihuixie/Linux_Learning - 码云 - 开源中国https://gitee.com/zihuixie/linux_-learning/tree/master/chat_room

图解

MessageRoute.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <vector>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <functional>
#include "InetAddr.hpp"
#include "ThreadPool.hpp"
#include "LockGuard.hpp"

// 通信模块：实现消息的转发
//只要有人发消息，就把该消息转发给所有的在线用户

using task_t =std::function<void()>;

class MessageRoute
{
private:
    // 判断地址是否已保存数组中
    bool IsExists(const InetAddr &addr)
    {
        for (auto a : _online_user)
        {
            if (a == addr)
                return true;
        }
        return false;
    }

public:
    MessageRoute()
    {
        pthread_mutex_init(&_mutex,nullptr);
    }
    ~MessageRoute()
    {
        pthread_mutex_destroy(&_mutex);
    }

    // 添加用户
    void Adduser(const InetAddr &addr)
    {
        LockGuard lock(&_mutex);//保护数组临界资源

        // 已存在则不添加
        if (IsExists(addr))
            return;

        _online_user.push_back(addr);
    }
    // 删除用户
    void Deluser(const InetAddr &addr)
    {
        LockGuard lock(&_mutex);//保护数组临界资源

        // 不存在该用户，不需要删除
        if (!IsExists(addr))
            return;

        // 用迭代器删除
        for (auto iter = _online_user.begin(); iter != _online_user.end(); iter++)
        {
            if (*iter == addr)
            {
                _online_user.erase(iter);
                break;
            }
        }
    }

    //转发消息
    void RouteHelper(int sockfd,std::string message,InetAddr who)
    {
        LockGuard lock(&_mutex);
        for(auto user:_online_user)
        {
            //设置要发送的消息
            std::string send_message ="\n["+who.Ip()+":"+std::to_string(who.Port())+"]# "+message+"\n";

            struct sockaddr_in clientaddr=user.Addr();
            ::sendto(sockfd,send_message.c_str(),send_message.size(),0,(struct sockaddr*)&clientaddr,sizeof(clientaddr));
        }

    }

    //通信模块
    //哪个套接字，发了什么消息，谁发的
    void Route(int sockfd,std::string message,InetAddr who)
    {
        Adduser(who);

        //该用户要退出，删除该用户
        if(message=="Q" || message=="QUIT")
            Deluser(who);

        task_t t=std::bind(&MessageRoute::RouteHelper,this,sockfd,message,who);

        //让线程池来转发
        ThreadPool<task_t>::GetInstance()->Enqueue(t);
    }
private:
    pthread_mutex_t _mutex;
    std::vector<InetAddr> _online_user; // 用数组存储在线用户(用地址代表用户)
};

UdpClient.hpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include "Thread.hpp"

using namespace ThreadModule;

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout << "Usage:\n\t" << proc << " serverip serverport\n"
              << std::endl;
}

int InitClient(std::string &serverip, uint16_t serverport, struct sockaddr_in *server)
{
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

    if (sockfd < 0)
    {
        std::cerr << "socket error" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 初始化地址
    memset(server, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    server->sin_family = AF_INET;
    server->sin_port = htons(serverport);
    server->sin_addr.s_addr = inet_addr(serverip.c_str());

    return sockfd;
}

// 接收消息
void recvmessage(int sockfd, std::string name)
{
    while (true)
    {
        // 发送方的地址
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);

        char buffer[1024];

        // 获取接收方的地址
        ssize_t n = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len);
        if (n > 0)
        {
            buffer[n] = 0;

            //向标准错误中输出（标准错误也是个文件描述符）
            fprintf(stderr, "[%s]%s\n", name.c_str(), buffer);
        }
    }
}

void sendmessage(int sockfd, struct sockaddr_in &server, std::string name)
{
    std::string message;
    while (true)
    {
        printf("%s | Enter# ", name.c_str());
        fflush(stdout);
        std::getline(std::cin, message);

        // 传接收方的地址
        sendto(sockfd, message.c_str(), sizeof(message), 0, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(1);
    }

    //填充地址
    struct sockaddr_in serveraddr;
    std::string serverip = argv[1];
    uint16_t serverport = std::stoi(argv[2]);

    int sockfd = InitClient(serverip, serverport, &serveraddr);
    if (sockfd == -1)
    {
        return 1;
    }

    //定义函数并绑定参数
    func_t r = std::bind(&recvmessage, sockfd, std::placeholders::_1);
    func_t s = std::bind(&sendmessage, sockfd, serveraddr, std::placeholders::_1);

    //创建两个线程：发消息 && 收消息
    //就可以同时实现收消息 && 发消息 -- 全双工
    //如果收消息 和 发消息 都由一个线程实现 -- 半双工
    Thread Recver(r, "recver");
    Thread Sender(s, "sender");

    //启动线程
    Recver.Start();
    Sender.Start();

    Recver.Join();
    Sender.Join();

    return 0;
}

UdpServer.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <cerrno>
#include <cstring>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <functional>
#include "InetAddr.hpp"
#include "Log.hpp"

enum
{
    SOCKET_ERROR = 1, // 套接字创建失败
    BIND_ERROR,       // 绑定失败
    USAGE_ERROR       // 用法错误
};

const static int defaultfd = -1; // 默认描述符的值为-1

// 接收任务
using hander_message_t = std::function<void(int sockfd, const std::string message, const InetAddr who)>;

class UdpServer
{
public:
    // 外界需要传端口号
    UdpServer(uint16_t port, hander_message_t hander_message)
        : _port(port), _sockfd(defaultfd), _isrunning(false), _hander_message(hander_message)
    {
    }
    
    void InitServer()
    {
        // 创建套接字
        _sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

        if (_sockfd < 0) // 创建失败
        {
            LOG(FATAL, "socket error, %s, %d\n", strerror(errno), errno);
            exit(SOCKET_ERROR);
        }
        LOG(INFO, "socket create success, sockfd: %d\n", _sockfd);

        // 填 sockaddr_in
        struct sockaddr_in local;     // 在栈上开辟空间
        bzero(&local, sizeof(local)); // 将内存设置为全0

        local.sin_family = AF_INET;         // 协议族（用哪个协议）
        local.sin_port = htons(_port);      // 端口号，转为网络序列（大端）
        local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // IP地址（任意地址）

        int n = bind(_sockfd, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local));
        // 绑定失败
        if (n < 0)
        {
            LOG(FATAL, "bind error,%s,%d\n", strerror(errno), errno);
            exit(BIND_ERROR);
        }
        LOG(INFO, "socket bind success\n");
    }

    // 启动服务器，服务器只接收信息和做应答
    void Start()
    {
        _isrunning = true;
        while (true)
        {
            char message[1024];
            struct sockaddr_in peer; // 发送方的地址
            socklen_t len = sizeof(peer);

            // 接收数据报，返回值为接收到的字节数
            ssize_t n = recvfrom(_sockfd, message, sizeof(message) - 1, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len);
            if (n > 0)
            {
                message[n] = 0;
                InetAddr addr(peer); // 发送方的IP和端口号
                LOG(DEBUG, "get message from [%s:%d]:%s\n", addr.Ip().c_str(), addr.Port(), message);

                //转发消息
                _hander_message(_sockfd,message,addr);
            }
            _isrunning = false;
        }
    }
    ~UdpServer()
    {
    }

private:
    int _sockfd;

    uint16_t _port;
    bool _isrunning;

    hander_message_t _hander_message;
};

Main.hpp

#include<iostream>
#include<memory>
#include"UdpServer.hpp"
#include"MessageRoute.hpp"

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" local_port\n"<<std::endl;
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(USAGE_ERROR);
    }
    EnableScreen();

    MessageRoute route;//创建一个实例

    uint16_t port=std::stoi(argv[1]);
    std::unique_ptr<UdpServer> usvr=std::make_unique<UdpServer>(port,std::bind(&MessageRoute::Route,&route,std::placeholders::_1,std::placeholders::_2,std::placeholders::_3));
    usvr->InitServer();
    usvr->Start();
    
    return 0;

}