C语言实现四窗口聊天
C语言实现四窗口聊天,供大家参考,具体内容如下
为了练习前段时间学习的共享内存、管道、消息队列等进程同步机制,做了一个聊天小项目。
项目描述:
有4个进程,A进程和B进程负责通信,从标准输入读到的字符串通过管道发给对方,A1和B1进程负责显示,其中:
- A进程和B进程通过管道通信,A进程和A1进程通过共享内存通信,B进程和B1进程通过消息队列通信;
- A进程从标准输入读到的字符串后,放到管道和共享内存里,从管道中读到的字符串放到共享内存里,B进程从管道中拿到A放的字符串,A1进程到共享内存中拿到字符串,打印到屏幕上;
- B进程从标准输入读到的字符串发给A进程,同时通过消息队列发给B1进程,B1进程从消息队列中读出消息,打印到屏幕上;
- 退出时,在A和B任意一个进程中输入 Crtl+c 或者 Ctrl+\ ,四个进程会删除所有管道、共享内存、消息队列等资源,然后有序退出。
操作系统:Ubuntu20.4
语言:c
编译器:gcc
func.h
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <time.h> #include <sys/mman.h> #include <fcntl.h> #include <sys/select.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/sem.h> #include <sys/msg.h> #include <signal.h> #define ARGS_CHECK(argc, num){if(argc!=num){fprintf(stderr,"args error!\n"); return -1;}} #define ERROR_CHECK(ret,num,msg){if(ret == num){perror(msg); return -1;}}
a.c
//========= A窗口 =========== //1.从标准输入读取数据,通过有名管道发送给B窗口 //2.接收从B窗口发送过来的数据 //3.通过共享内存和信号量,将从B来的数据发送给A1 //=========================== #include <func.h> int chatA(int shmid, int semid, char *p); int sndToA1(int semid, int shmid, char *p, char *msg);//把要打印的消息发送给A1 void closeAll();//把关闭消息发送出去,关闭共享内存和信号量集 void sigFunc(int signum);//新的2号和3号信号处理函数,如果在A窗口发生2号和3号信号就调用close函数 //全局变量,后面捕获到退出信号回收资源时使用 int semid; int shmid;//共享内存 char *p; int fdWrite; int fdRead; int main() { //1.创建信号量集,如果有新消息就往共享内存中写,类似生产者 semid = semget(2000, 1, IPC_CREAT|0666); ERROR_CHECK(semid, -1, "A semget"); shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666);//创建一个共享内存 ERROR_CHECK(shmid, -1, "shmget"); p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); signal(SIGINT, sigFunc); signal(SIGQUIT, sigFunc); int ret = chatA(shmid, semid, p); ERROR_CHECK(ret, -1, "run A");//检查是否成功打开通信窗口 return 0; } int chatA(int shmid, int semid, char *p){ //成功运行返回1,否则返回-1 fdRead = open("1.pipe", O_RDONLY);//以只读模式打开管道1 ERROR_CHECK(fdRead, -1, "open fdRead");//检查是否成功打开 fdWrite = open("2.pipe", O_WRONLY);//以只写模式打开管道2 ERROR_CHECK(fdWrite, -1, "open fdWrite");//检查 setbuf(stdin, NULL); puts("=========== A ==========="); char buf[512] = {0}; fd_set rdset;//设置一个信箱,用来监控有没有读取到信息 while(1){ struct timeval timeout;//设置超时 timeout.tv_sec = 5; timeout.tv_usec = 15000000;//超过5秒没有接收到信息就是超时 FD_ZERO(&rdset);//初始化集合,清空信箱 FD_SET(fdRead, &rdset);//将要监听的管道1注册到集合中 FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset);//将要监听的标准输入注册到集合中 int tret = select(fdRead + 1,&rdset,NULL,NULL,&timeout);//调用select进行监听 if(tret == 0){ puts("time out!"); } //select阻塞进程,任意一个FD就绪,解除阻塞 //解除阻塞,检查是谁就绪 if(FD_ISSET(fdRead, &rdset)){ //如果是管道就绪,读取管道中的内容,发送给A1 memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空buf中的内容,用来接收管道中的信息 int ret = read(fdRead, buf, 1024);//将管道中的信息读取出来 if(ret == 0){ //如果另一端对管道的写先关闭了,退出聊天 sigFunc(2); break; } //获取从B来的消息的类型 int type = 0; sscanf(buf, "%*d %d", &type);//读取消息的类别,1类为正常,2类为关闭所有窗口 int snd_ret = 0; switch (type){ case 1: //如果是1号信息,通过共享内存直接把消息发送给A1 snd_ret = sndToA1(shmid, semid, p, buf); ERROR_CHECK(snd_ret, -1, "sndToA1"); break; case 2: //=====如果是从B发过来的2号信息,关闭所有窗口===== //向A1发送一个空的2号信号,让A1自己退出,然后自己再退出 sigFunc(2); exit(0); } } if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)){ //如果标准输入准备就绪,读取标准输入区的数据,标记为3号信号,发送给A1和B time_t localtm; time(&localtm);//获取当前时间 localtm += 8*3600; memset(buf, 0, sizeof(buf));//清空buf int ret = read(STDIN_FILENO, buf, 1024);//读取数据 if(ret == 0){ //如果在标准输入中读到了终止符,退出聊天窗口 puts("I quite."); break; } char sstoA1[1024] = {0};//用来拼接数据,发送给A1的数据 char sstoB[1024] = {0};//用来拼接数据,发送给B的数据 sprintf(sstoA1, "%ld %d %s", localtm, 3, buf); //标注为三号信号发送给A1 sprintf(sstoB, "%ld %d %s", localtm, 1, buf); //标注为1号信号发送给B sndToA1(shmid, semid, p, sstoA1);//发送给A1 write(fdWrite, sstoB, sizeof(sstoB));//通过管道发送给B } } close(fdRead); close(fdWrite); return 1;//程序成功运行结束,返回1 } int sndToA1(int shmid, int semid, char *p, char *msg){ //使用共享内存和信号量给A1传递信息 //信号量集的操作,如果有新消息就往共享内存中写,类似生产者 struct sembuf V; V.sem_num = 0; V.sem_op = +1; V.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &V, 1); /* int shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666);//创建一个共享内存 */ ERROR_CHECK(shmid, -1, "shmget"); /* char *p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); */ memcpy(p, msg, strlen(msg));//向共享内存中写信息 return 1; } void closeAll(){ //根据共享内存和信号量级的标识符,关闭并删除它们 write(fdWrite, "0 2 0", 5);//通过管道发送给B shmdt(p); shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); semctl(semid, IPC_RMID, 0); close(fdWrite); close(fdRead); exit(0); } void sigFunc(int signum){ printf("Bye Bye.\n"); //捕捉2号和3号信号,发送关闭信息给A1,然后调用closeAll sndToA1(shmid, semid, p, "0 2 0");//发送给A1 usleep(500); closeAll(); }
b.c
//========= B窗口 =========== //1.从标准输入读取数据,通过有名管道发送给A窗口 //2.接收从A窗口发送过来的数据 //3.通过共享内存和信号量,将从A来的数据发送给B1 //=========================== #include <func.h> //自定义一个消息结构体,用来和B1传递数据 typedef struct myMsg{ long mtype; char mtext[512]; }myMsg_t; int chatB(char *pipe1, char *pipe2); int sndToB1(int msqid, char *msg);//把从A来的消息发送给B1 void closeAll(); void sigFunc(int signum); //全局变量,后面回收资源时要用到 int msqid; int fdWrite; int fdRead; int main() { msqid = msgget(3000, IPC_CREAT|0666); ERROR_CHECK(msqid, -1, "B msgget"); //注册新的信号处理函数 signal(SIGINT, sigFunc); signal(SIGQUIT, sigFunc); int ret = chatB("./1.pipe", "./2.pipe"); ERROR_CHECK(ret, -1, "run B"); return 0; } int chatB(char *pipe1, char *pipe2){ //通信窗口2,读管道2中的信息,向管道1写信息 fdWrite = open(pipe1, O_WRONLY); ERROR_CHECK(fdWrite, -1, "open pipe1"); fdRead = open(pipe2, O_RDONLY); ERROR_CHECK(fdRead, -1, "open pipe2"); setbuf(stdin, NULL); puts("============ B ============"); char buf[512] = {0}; fd_set rdset;//设置集合,用来监听 while(1){ //利用集合设置阻塞 struct timeval timeout; timeout.tv_sec = 5; timeout.tv_usec = 15000000; FD_ZERO(&rdset);//初始化集合 FD_SET(fdRead, &rdset); FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset); int tret = select(fdRead+1,&rdset,NULL,NULL,&timeout); if(tret == 0){ puts("time out!"); } //集合中有就绪的,检查是谁就绪,并进行相应的操作 if(FD_ISSET(fdRead, &rdset)){ //如果是管道就绪,读取数据并发送给B1 memset(buf, 0, sizeof(buf)); int ret = read(fdRead, buf, 1024); if(ret == 0){ sigFunc(2); break; } int type = 0;//用来存储消息的类型 sscanf(buf, "%*d %d", &type);//从消息中获取类型信息 //如果是2号信息,关闭所有窗口 //向B1发送关闭信号,然后回收消息队列,再自己结束 if(type == 2){ sigFunc(2); exit(0); } //如果是其他有效信息,发送给B1 int snd_ret = sndToB1(msqid, buf); ERROR_CHECK(snd_ret, -1, "B sndToB1"); } if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)){ //如果是标准输入区就绪,读取数据,分别发给A和B1 time_t localtm; time(&localtm);//获取当前时间 localtm += 8*3600; memset(buf, 0, sizeof(buf)); int ret = read(STDIN_FILENO, buf, 1024); if(ret == 0){ puts("I quite."); break; } //按照协议拼接数据并发送出去 char sstoA[1024] = {0};//发送给A的数据 sprintf(sstoA, "%ld %d %s", localtm, 1, buf); write(fdWrite, sstoA, sizeof(sstoA)); char sstoB1[1024] = {0};//发送给B1的数据标注为3号 sprintf(sstoB1, "%ld %d %s", localtm, 3, buf); sndToB1(msqid, sstoB1); } } close(fdRead); close(fdWrite); return 1;//程序成功运行结束,返回1 } int sndToB1(int msqid, char *msg){ //通过消息队列,把数据发送给B1 myMsg_t msgtoB1;//创建一个消息结构体 msgtoB1.mtype = 1; memset(msgtoB1.mtext, 0, sizeof(msgtoB1.mtext)); memcpy(msgtoB1.mtext, msg, strlen(msg)); msgsnd(msqid, &msgtoB1, strlen(msg), 0); return 1; } void closeAll(){ msgctl(msqid, IPC_RMID, 0);//删除消息队列 close(fdWrite);//关闭管道 close(fdRead); exit(0); } void sigFunc(int signum){ printf("Bye Bye.\n"); //通过消息队列,把关闭信息发送给B1,然后删除消息队列,然后自己退出 sndToB1(msqid, "0 2 0");//发送给B1关闭信号 write(fdWrite, "0 2 0", 5);//发送给A关闭信号 usleep(500);//睡一下,等B1先关闭 //捕获2号和3号信号,调用closeAll函数 closeAll(); }
a1.c
//========== A1 ========== //1.从共享内存中读取消息 //2.打印 int display(); #include <func.h> int main() { int ret = display(); ERROR_CHECK(ret, -1, "A1 display"); return 0; } int display(){ //1.从共享内存中读取数据 //没有消息就等待,有消息就读取,使用信号量集,类似消费者 //1.1 创建一个信号量集,如果共享内存中有数据就读取,如果共享内存中没有数据就阻塞 int semid = semget(2000, 1, IPC_CREAT|0666); ERROR_CHECK(semid, -1, "A1 semget"); semctl(semid, 0, SETVAL, 0);//信号量初始值设为0 //设置信号量,测试并取资源,类似消费者操作 struct sembuf P; P.sem_num = 0; P.sem_op = -1; P.sem_flg = SEM_UNDO; printf("=========== A1 ===========\n"); while(1){ semop(semid, &P, 1);//P操作,测试并取资源 int shmid = shmget(1000, 4096, IPC_CREAT|0666); ERROR_CHECK(shmid, -1, "A1 shmget"); char *p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);//连接共享内存 int type = 0; sscanf(p, "%*d %d", &type);//获取消息的属性,然后根据协议执行相应的操作 switch (type){ case 1: //从B来的消息 printf("<<<<<<<<< receive <<<<<<<<<<\n"); struct tm *ptm = NULL; time_t tmp = 0; char ss[512] = {0}; sscanf(p, "%ld", &tmp);//读取消息中的时间信息 sscanf(p, "%*d %*d %[^\n]", ss); ptm = gmtime(&tmp); printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptm->tm_year+1900,ptm->tm_mon+1,ptm->tm_mday, ptm->tm_hour, ptm->tm_min, ptm->tm_sec); puts(ss); printf("\n"); //清空共享内存中的数据 memset(p, 0, 4096); break; case 2: printf("Bye Bye.\n"); shmdt(p); shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); exit(0); break; case 3: printf(">>>>>>>>> send >>>>>>>>>>>\n"); struct tm *ptm3 = NULL; time_t tmp3 = 0; char ss3[512] = {0}; sscanf(p, "%ld", &tmp3);//读取消息中的时间信息 sscanf(p, "%*d %*d %[^\n]", ss3); ptm3 = gmtime(&tmp3); printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptm3->tm_year+1900,ptm3->tm_mon+1,ptm3->tm_mday, ptm3->tm_hour, ptm3->tm_min, ptm3->tm_sec); puts(ss3); printf("\n"); //清空共享内存中的数据 memset(p, 0, 4096); break; default: printf("sonething wrong!\n"); } } }
b1.c
//========== B1 =========== //接收来自B的消息,并打印 #include <func.h> typedef struct myMsg{ long mtype; char mtext[512]; }myMsg_t; int display(); int main() { int ret = display(); ERROR_CHECK(ret, -1, "B1 display"); return 0; } int display(){ printf("=========== B1 ===========\n"); while(1){ //接收来自B的消息 int msqid = msgget(3000, IPC_CREAT|0666); ERROR_CHECK(msqid, -1, "B1 msgget"); myMsg_t msgfromB; memset(&msgfromB, 0, sizeof(msgfromB)); msgrcv(msqid, &msgfromB, sizeof(msgfromB.mtext), 1, 0); //1.如果是2类信号,退出 int type = 0; sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %d", &type);//读取消息的属性,根据不同属性,执行相应的操作 switch (type){ case 1: //从B来的消息 printf("<<<<<<<<< receive <<<<<<<<<<\n"); struct tm *ptm = NULL; time_t tmp = 0; char ss[512] = {0}; sscanf(msgfromB.mtext, "%ld", &tmp);//读取消息中的时间信息 sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %*d %[^\n]", ss); ptm = gmtime(&tmp); printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptm->tm_year+1900,ptm->tm_mon+1,ptm->tm_mday, ptm->tm_hour, ptm->tm_min, ptm->tm_sec); puts(ss); printf("\n"); //清空共享内存中的数据 break; case 2: //删除消息队列并退出 printf("Bye Bye.\n"); msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL); exit(0); case 3: printf(">>>>>>>>> send >>>>>>>>>>>\n"); struct tm *ptm3 = NULL; time_t tmp3 = 0; char ss3[512] = {0}; sscanf(msgfromB.mtext, "%ld", &tmp3);//读取消息中的时间信息 sscanf(msgfromB.mtext, "%*d %*d %[^\n]", ss3); ptm3 = gmtime(&tmp3); printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptm3->tm_year+1900,ptm3->tm_mon+1,ptm3->tm_mday, ptm3->tm_hour, ptm3->tm_min, ptm3->tm_sec); puts(ss3); printf("\n"); break; default: printf("Something wrong!\n"); } } }
运行如下:
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。
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