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1、精选优质文档-倾情为你奉上 江西理工大学应用科学学院嵌入式系统开发技术课程设计专 业: 信息科学与工程学院 班 级: 10计科(2)班 学 号: 20号 姓 名: 李潇鹏 设计题目:基于linux的网络聊天程序设计 2012年6月专心-专注-专业课程设计评分表姓 名班 级学 号课设题目指导教师评分项目满分分值得分设计文档(30分)文档格式封面2页面布局4目录格式3图表质量2页眉页脚2文档内容内容完整性6内容逻辑性5内容正确性6程序代码(30分)程序功能15编程规范7编程文档8答辩(20分)课题陈述7问题答辩10是否超时3考勤(20分)20总评成绩指导教师评语签名: 年 月 日教研室意见签名:
2、年 月 日目 录1. 系统概述Linux是一种针对PC计算机和工作站得操作系统。他具有像Windows和Mac那样的功能齐全的图形用户界面。由于Linux的开源的特点,越来越多的人转而使用Linux作为PC机得操作系统。Linux系统支持三种并发方式:多进程、多线程、以及I/O多路复用。而多线程技术是并行技术中开销较小,效率较高的一种方式,与其他两种方式相比,线程占用更少的系统资源,而且效率更高,是并发技术中最常用的方式。网络聊天程序是目前应用极为广泛的一种网络软件,对于方便人们的交流沟通非常有效,同时,作为一种典型的网络应用,编写网络聊天程序是学习基于Linux的网络编程的有效方法。服务器端
3、:循环等候客户连接请求,一旦有客户连接请求,开启一个子线程接受并处理客户请求,接受来自客户的信息。然后将客户信息反转后再返回给客户端。主线程继续等待其他客户请求。服务器具有同时处理多个用户的能力。客户端:首先与服务器建立连接,然后向服务器发送数据进行交互,接受服务器的反馈信息并显示,之后继续等待用户输入直至用户输入ctrl+D结束通信。客户端接到输入ctrl+D后,客户端关闭连接并退出。本次课题设计是在使用Linux线程和Socket接口的基础上,编写网络聊天程序,从而掌握Linux应用程序开发的基本方法,练习Linux线程及Socket编程的方法,从而将所学知识融会贯通。2. 需求分析2.1
4、 功能需求本次课程设计需要完成以下功能:(1) 实现在服务器的控制下,完成多人聊天,采用单机多终端模拟方式。(2) 在服务器端,使用多线程机制,为多个用户服务。(3) 服务器能够对要求接入的客户端进行身份识别,完成聊天数据的转发,并能够将不同用户聊天记录存档。(4) 可发送文件,发送者可以取消开始或中途想放弃传达的文件,接受者可接受或拒绝传来的文件,并能够将传来的文件设定本地保存位置。2.2 性能需求(1) 可靠性高,能在由于系统问题或其它原因产生错误后,作出相对应处理,比如网络初始化失败、服务器不在线等,可以提示用户安全退出本程序,在出现不可知的错误以后,可以尽量安全的退出程序。(2) 模块
5、化设计此软件的功能,不同的模块实现不同的功能,使得软件易于以后的维护与扩展,在以后可以更好的完善本软件的功能,更方便于在工作中的应用。(3) 宜操作性,程序简单易懂,容易上手使用。2.3运行环境要求本项目开发主要完成软件开发可在Linux和windows平台下开发3. 系统设计3.1 系统总体流程图图1 系统设计流程图3.2系统模块设计3.2.1 转发信息模块 服务器定义readMessage函数用于存储要求请求连接的用户名,客户发送的信息,该消息服务器、客户端共享,客户端读取该信息,从而实现信息转发。3.2.2 用户登录模块 用户输入用户名、服务器ip地址及密码,如果通过合法性检测,则可进入
6、聊天主界面与其他人进行聊天。3.2.3 群聊模块客户端点击“发送信息”按钮,该客户端的ip地址、端口号以及信息内容一起打包写入服务器readMessage函数,客户端通过线程可以读取该客户write中的内容。3.3 详细设计3.3.1 登录模块设计图2 登录模块流程图用户登录需输入相关信息,经过相关的检测后,方可登录。登陆后可查看群聊信息,且可与其他人进行聊天3.3.2 服务器模块图3 服务器模块流程图该服务器界面用于显示用户上线与下线的信息,不可用于聊天,是用于将客户端群聊时发送的信息转发给每一个在线用户,处于一个承接的作用。3.3.3 消息格式化模块消息格式化是将用户的对应信息合成固定形式
7、进行传送。图4 消息格式化模块流程图3.3.4 群聊模块用户登陆以后,可与显示在线的任何用户进行聊天,也可与在线用户一起进行群聊。图5 群聊模块程序流程图4. 调试及测试4.1调试结果1,启动SSH Secure Shell软件后,将程序进行编译:图6 编译程序,2,编译成功后,将服务器打开:图7 打开服务器3,打开服务器以后,需输入用户名称,即可进入聊天室进行聊天:图8 准备进行聊天4,用户进行聊天:图9 用户聊天界面a图10 用户聊天界面b4.2 调试结果分析这是一个聊天室程序,可以实现群聊的功能,即当某个客户发出消息后,服务器和其他个客户端都能收到此消息。且能够显示客户端的用户名。但客户
8、端退出聊天室后,服务器和其他在线客户端会有提示。实现群聊的机制是:当某个客户端需要发送消息是,它将此消息发送给服务器,服务器再将此消息转发给各客户端,各客户端之间是无连接的,即相互之间不能直接通信。因此,在服务器中,有两个线程,主线程用来监听是否有客户端登录服务器,若有,建立与其连接的套接字,并存入在线客户序列里,辅助线程是接收转发线程,其依次读取个客户端,看是否有消息送达,若有,取出,并转发给各其他客户端。在客户端也有两个线程,主线程用来向服务器发送消息,辅助线程用来接收服务器发出的消息。5. 设计总结转眼间为期一周的嵌入式系统开发课程设计转眼就结束了,这次课程设计,我学会了许多课本上学不到
9、的东西,同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力以及学会了相互帮助,相互团结的团队精神,受益匪浅。从前的学习过程过于浮浅,只是流于表面的理解,而现在要做课程设计,就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言,更接近于现实生活,而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程,它犹如一只拦路虎,横更在我们的面前。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟
10、第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。感谢谢老师的悉心教导和认真帮助,在我们遇到各种困难时给予我们最深刻的指导,让我们能够较顺利的完成此次课程设计。本次课程设计有李钱波、林洪、王宗敏集体完成。参考文献(1) 华清远见嵌入式培训中心编著 嵌入式Linux应用程序开发(第二版)人民邮电出版社 2011年7月(2) 谢小云编著嵌入式系统综合项目江西理工大学应用科学学院出版社,2011年(3) 王天苗,魏洪兴编著嵌入式系统设计与实例开发(第三看版)清华大学出版社,2007年附录/* 客户端程序 client.c
11、 */#include #include #include #include #include #include #include #include #define TRUE 1#define PORT 5000static int sockfd;void recvfromserver( ) /接受服务器消息线程入口函数char mes1024;int nbytes=0;while( 1 ) memset(mes,0,sizeof(mes);nbytes=read(sockfd,mes,sizeof(mes);if(nbytes0)mesnbytes=0;printf(%sn,mes);pth
12、read_exit(NULL);int main(int argc, char *argv)int sockfd;char buffer1024;struct sockaddr_in server_addr;struct hostent *host;int portnumber,nbytes;char strhost16;char clientname20;char mes1024;int thr_id; /* thread ID for the newly created thread */pthread_t p_thread; /* threads structure */if(argc!
13、=1)fprintf(stderr,Usage:%s an,argv0);exit(1);Printf (请输入服务器ip地址n);scanf(%s,strhost);if(host=gethostbyname(strhost)=NULL)fprintf(stderr,Gethostname errorn);exit(1); /* 客户程序开始建立 sockfd 描述符 */printf (正在建立套接口.n);if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1)fprintf(stderr,Socket Error:%san,strerror(errno);
14、exit(1); /* 客户程序填充服务端的资料 */bzero(&server_addr,sizeof(server_addr);server_addr.sin_family=AF_INET;server_addr.sin_port=htons(PORT);server_addr.sin_addr=*(struct in_addr *)host-h_addr);printf (套接口创建成功,正在链接服务器.n); /* 客户程序发起连接请求 */if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockadd
15、r)=-1)fprintf(stderr,Connect Error:%san,strerror(errno);exit(1); /* 连接成功了 */Printf (链接服务器成功n欢迎来到聊天室n);Printf (请输入你的用户昵称n);scanf(%s,clientname);/write(sockfd,clientname,sizeof(clientname);Printf (nn开始聊天吧(Quit断开连接)nn);thr_id = pthread_create(&p_thread, NULL, recvfromserver, NULL);while(1)memset(buffer
16、,0,sizeof(buffer);memset(mes,0,sizeof(mes);scanf(%s,buffer);strcat(mes,clientname);strcat(mes,:);strcat(mes,buffer);/printf(main thread %sn,mes);if(write(sockfd,mes,sizeof(mes)=-1)fprintf(stderr,Write Error:%sn,strerror(errno);exit(1);if(strcmp(buffer,Quit)=0)break; /* 结束通讯 */close(sockfd);exit(0);/
17、* 服务器程序 (server.c) */#include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLINE 1000 /在一条消息中最大的输出字符数#define LISTENQ 20 /最大监听队列#define PORT 5000 /监听端口#define MAXFD 20 /最大的在线用户数量void *get_client(void *); int sockfd,i;static int maxi=0; /maxi表示当前client数组中最大的用户的i值static int
18、clientMAXFD;void recvandsend(void) /监听转发线程入口函数int index=0;int nbytes=0;char buffer1024;int len;int outindex=0;while(1)if(maxi0)memset(buffer,0,sizeof(buffer);nbytes=0;index+;nbytes=read(clientindex+,buffer,sizeof(buffer);printf(%d,%dn,index,clientindex);if(nbytes0)buffernbytes=0;printf( %sn,buffer);
19、outindex=0;while(outindex=maxi)index=0;pthread_exit(NULL);int main(int argc, char *argv)int client_fdLISTENQ,clientnum=0;struct sockaddr_in server_addr;struct sockaddr_in client_addr;int sin_size,portnumber;char hello=Hello! Are You Fine?n;int thr_id; /* thread ID for the newly created thread */pthr
20、ead_t p_thread; /* threads structure */int new_fd=0;memset(client,0,sizeof(client);if(argc!=1)fprintf(stderr,Usage:%s portnumberan,argv0);exit(1); /* 服务器端开始建立 socket 描述符 */if(sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)=-1)fprintf(stderr,Socket error:%sna,strerror(errno);exit(1); /* 服务器端填充 sockaddr 结构 */bze
21、ro(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in);server_addr.sin_family=AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);server_addr.sin_port=htons(PORT); /* 捆绑 sockfd 描述符 */if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr)=-1)fprintf(stderr,Bind error:%sna,strerror(errno);exit
22、(1);printf(服务器监听端口%d.n,PORT);/* 监听 sockfd 描述符 */if(listen(sockfd,LISTENQ)=-1)fprintf(stderr,Listen error:%sna,strerror(errno);exit(1);thr_id = pthread_create(&p_thread, NULL, recvandsend, NULL);printf(欢迎来到本聊天室n);while(1)/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */if(maxi=20)printf(以达到人数上线n);continue;sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);if(new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size)=-1)fprintf(stderr,Accept error:%sna,strerror(errno);exit(1);/*fprintf(stderr,Server get connection from %sn,inet_ntoa(client_addr.sin_addr);*/clientmaxi+=new_fd;printf(n新用户进入聊天室%dn,new_fd);close(sockfd);exit(0);