客户端/服务器程序中的线程

Question

为了学校项目，我正在开发一个本地即时聊天系统。我需要编写聊天服务器和客户端代码，使它们能够在同一台计算机的不同终端窗口之间以FIFOs和线程的形式发送消息。

FIFOs部分没有问题，线程部分让我有些头疼。服务器有一个线程用于从所有客户端使用的FIFO接收命令，并且每个连接的客户端都有另一个线程。

对于每个已连接的客户端，我需要了解某些信息。最初，我使用全局变量，但只适用于连接了一个客户端这样的情况，这与聊天的目的相背离。

因此，我希望每个客户端都有以下数据：

-昵称
-姓名
-电子邮件地址
-等等...

但我不知道如何实现这一点。我可以创建一个client_data [MAX_NUMBER_OF_THREADS]数组，其中client_data是具有所需访问权限的结构体，但这要求在服务器和客户端之间的每次通信中询问数组client_data中的客户端ID，这似乎不太实用。

我也可以在创建线程后立即实例化client_data，但它只在那个块中可用，这也不太实用。

正如您所看到的，我需要一些指导。任何评论、代码或任何相关信息的链接都将受到高度赞赏。

- nunos

Answer 1

我不知道你在使用什么语言，但是这里有一些基本的想法：

• 在一个线程中启动您的服务器（可能是主线程）。
• 服务器的while循环将阻塞接受套接字连接。
• 当套接字连接被接受时，它应该生成一个新的线程来处理连接。
• 在新线程中开始与客户端通信。

一个简单的socket服务器循环看起来像这样（在Java中）：

while(true){
    ClientWorker w;
    try{
      //server.accept returns a client connection
      w = new ClientWorker(server.accept(), textArea);
      Thread t = new Thread(w);
      t.start();
    } catch (IOException e) {
      // log the exception or something...  
    }
  }

如果您想知道它的作用-ClientWorker可在这里获得。在C#中，如果您正在创建一个new Thread，请不要忘记将其IsBackground属性设置为true，这样当您的应用程序关闭时，线程将关闭，即没有挂起的线程。 记住：接受套接字连接或从套接字接收数据通常是一种阻塞调用，这意味着您的线程将阻塞，直到有人连接到套接字或数据通过套接字传输。

在C#中：

1. 聊天客户端：http://www.geekpedia.com/tutorial239_Csharp-Chat-Part-1---Building-the-Chat-Client.html
2. 聊天服务器：http://www.geekpedia.com/tutorial240_Csharp-Chat-Part-2---Building-the-Chat-Server.html
3. 基本客户端/服务器：http://www.dreamincode.net/forums/topic/33396-basic-clientserver-chat-application-in-c%23/

在Java中：

1. 聊天客户端/服务器：http://pirate.shu.edu/~wachsmut/Teaching/CSAS2214/Virtual/Lectures/chat-client-server.html
2. Nakov聊天客户端/服务器：http://inetjava.sourceforge.net/lectures/part1_sockets/InetJava-1.9-Chat-Client-Server-Example.html

在C++中：

1. 在Code Project上：http://www.codeproject.com/KB/cpp/chat_client_server.aspx
2. 另一个Code Project TCP/IP聊天客户端/服务器：http://www.codeproject.com/KB/IP/ipchat.aspx

更新

不要使用全局变量，只需为客户端帐户定义一个struct，并为每个用户声明一个帐户变量...以下是如何定义帐户信息的示例：

struct account {
   char nickname[32];
   char first_name[32];
   char last_name[32];
   char e_mail[32];
   char password[32];
};

客户端发送消息时，应采用标准格式：FROM|TO|CONTENT。

struct message{
   char nickname_from[32];
   char nickname_to[32]; // optional
   char msg_content[256];
};

将每个消息放入FIFO [队列]中，您将拥有所有所需的信息来识别发送者。

- Kiril

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我感谢您的回复，但我必须在没有套接字的情况下实现它。只使用FIFO和线程。这是一个本地中继聊天。 - nunos

@nunos，这与阻塞 I/O 的概念相同：您将阻塞在从任何地方读取的位置上，而不是在套接字上阻塞。您仍然需要为每个“已连接”的客户端创建一个新线程，并与客户端建立专用的 I/O 通信通道。 - Kiril

线程对每个客户端显然不具有可扩展性，因此，如果您想要一个非常健壮的服务器，则应使用非阻塞IO，并使用诸如select()之类的东西来监视单个线程中的多个套接字。但是对于一些简单的东西，线程对每个客户端是可以的。 - Mike Weller

Answer 2

这里是一些几乎可以运行的伪代码。请注意，我没有释放我分配的内存，也没有检查错误，我只是试图演示如何将结构体传递给线程并使用简单的互斥锁。

有一件事需要小心注意，线程的函数指针指定了一个void *参数，这可以是任何类型。在线程中，我们假设将线程参数强制转换为我们定义的类型是安全的。如果您正在传递多个可能的类型，则必须小心：）

我不太确定您的程序结构或如何处理线程，但这是一个与方法无关的简短示例，说明如何向它们传递数据：

typedef struct client {
    char *firstname;
    char *lastname;
    char *email;
    char *nickname
} client_t;


pthread_mutex_t client_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *client_thread(void *threadarg)
{
    client_t *client = (client_t *) threadarg;

    pthread_mutex_lock(&client_lock);
    /* read and write to client structure */
    pthread_mutex_unlock(&client_lock);

    /* do some other stuff */
    pthread_exit(NULL);
}

int main(void)
{
    client_t *client;
    pthread_t cthread;

    client = (client_t *)malloc(sizeof(struct client));
    if (client == NULL)
      return 1;

    client->firstname = strdup("Joe Public");
    /* set the rest of the data */

    pthread_create(&cthread, NULL, (void *)client_thread, (void *)client);
    /* join / detach / etc */

    /* Free all the structure members and the structure itself */

   return 0;
}

我很确定这就是你所询问的内容吧？

- Tim Post

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你和Lirik的回复让我对如何解决这个问题有了一些想法。现在我有一个开始实现线程的想法。谢谢。 - nunos