C++：实现服务端客户端聊天室（附带源码）

一、项目背景详细介绍随着网络通信的发展，聊天室是学习网络编程的经典入门项目。通过聊天室可以学习：

TCP/IP 协议的客户端/服务端通信

多线程并发处理（服务端同时处理多个客户端）

C++ 指针与对象管理

套接字编程细节（connect、bind、listen、accept、send、recv）

本项目旨在实现一个简易文本聊天室，通过命令行界面模拟多用户即时通信场景，帮助学习网络通信和多线程编程。

二、项目需求详细介绍服务端需求：

监听指定端口

接收多个客户端连接

每个客户端消息广播给其他客户端

可以显示所有客户端的连接和断开状态

客户端需求：

连接服务端

输入消息发送到服务端

接收并显示其他客户端消息

可以退出聊天室

功能要求：

服务端多线程处理客户端

客户端可以同时接收和发送消息

使用 TCP 协议

注释详细，逻辑清晰

三、相关技术详细介绍 3.1 TCP 套接字 TCP 是面向连接的协议，保证数据可靠传输

核心函数：

socket：创建套接字

bind：绑定端口

listen：监听连接

accept：接受客户端连接

connect：客户端连接服务器

send / recv：发送和接收数据

3.2 多线程处理服务端：每个客户端一个线程，防止阻塞

客户端：主线程发送消息，子线程接收消息

使用 C++11 std::thread 实现

3.3 广播机制服务端维护客户端列表

接收到某个客户端消息时，将消息发送给列表中所有其他客户端

四、实现思路详细介绍服务端：

创建 TCP 套接字

绑定端口并监听

循环 accept 客户端连接

为每个客户端创建一个线程，接收消息

消息接收后调用广播函数，将消息发送给其他客户端

客户端：

创建 TCP 套接字

连接服务端

创建接收消息线程

主线程循环读取输入并发送消息

线程安全：

访问客户端列表时加锁（使用 std::mutex）

避免同时写套接字导致冲突

五、完整实现代码 /****

文件名：ChatRoom.cpp
描述：C++ 服务端-客户端聊天室（多线程版）
***/

#include #include #include #include #include #include #include // for memset #include <unistd.h> // for close #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h>

using namespace std;

const int PORT = 12345; // 聊天室端口 const int BUFFER_SIZE = 1024; // 消息缓冲区大小

/****

服务端部分
***/ class ChatServer { private: int server_fd; // 服务端套接字 vector clients; // 客户端套接字列表 mutex clients_mutex; // 访问客户端列表锁

public: ChatServer() { server_fd = -1; }

// 初始化服务端
bool init()
{
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1)
    {
        cerr << "创建套接字失败！" << endl;
        return false;
    }

    sockaddr_in addr{};
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(PORT);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if (bind(server_fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
    {
        cerr << "绑定端口失败！" << endl;
        return false;
    }

    if (listen(server_fd, 5) < 0)
    {
        cerr << "监听失败！" << endl;
        return false;
    }

    cout << "服务端启动，监听端口 " << PORT << "..." << endl;
    return true;
}

// 广播消息给所有客户端
void broadcast(const string& message, int sender_fd)
{
    lock_guard<mutex> lock(clients_mutex);
    for (int client_fd : clients)
    {
        if (client_fd != sender_fd) // 不发给自己
        {
            send(client_fd, message.c_str(), message.size(), 0);
        }
    }
}

// 客户端线程处理
void handleClient(int client_fd)
{
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    string welcome = "欢迎进入聊天室！\n";
    send(client_fd, welcome.c_str(), welcome.size(), 0);

    while (true)
    {
        memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
        int bytes = recv(client_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0);
        if (bytes <= 0) break; // 客户端断开

        string msg(buffer);
        cout << "客户端 " << client_fd << " 说: " << msg;
        broadcast(msg, client_fd);
    }

    // 客户端断开
    close(client_fd);
    {
        lock_guard<mutex> lock(clients_mutex);
        clients.erase(remove(clients.begin(), clients.end(), client_fd), clients.end());
    }
    cout << "客户端 " << client_fd << " 已断开" << endl;
}

// 运行服务端
void run()
{
    while (true)
    {
        sockaddr_in client_addr;
        socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
        int client_fd = accept(server_fd, (sockaddr*)&client_addr, &addr_len);
        if (client_fd < 0)
        {
            cerr << "接受客户端失败" << endl;
            continue;
        }

        {
            lock_guard<mutex> lock(clients_mutex);
            clients.push_back(client_fd);
        }

        cout << "新客户端连接: " << client_fd << endl;
        thread t(&ChatServer::handleClient, this, client_fd);
        t.detach(); // 分离线程
    }
}

};

/****

客户端部分
***/ class ChatClient { private: int sock_fd;

public: ChatClient() { sock_fd = -1; }

bool connectServer(const string& ip)
{
    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock_fd == -1)
    {
        cerr << "创建套接字失败" << endl;
        return false;
    }

    sockaddr_in addr{};
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(PORT);
    inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &addr.sin_addr);

    if (connect(sock_fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
    {
        cerr << "连接服务器失败" << endl;
        return false;
    }

    cout << "成功连接服务器!" << endl;
    return true;
}

// 接收消息线程
void receiveMessages()
{
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    while (true)
    {
        memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
        int bytes = recv(sock_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0);
        if (bytes <= 0)
        {
            cout << "与服务器断开连接" << endl;
            break;
        }
        cout << buffer;
    }
}

// 发送消息
void sendMessages()
{
    string msg;
    while (true)
    {
        getline(cin, msg);
        if (msg == "/quit") break;
        send(sock_fd, msg.c_str(), msg.size(), 0);
    }
    close(sock_fd);
}

void run()
{
    thread recv_thread(&ChatClient::receiveMessages, this);
    sendMessages();
    recv_thread.join();
}

};

/****

主函数

***/ int main() { cout << "请选择模式 (1-服务端, 2-客户端): "; int choice; cin >> choice; cin.ignore();

if (choice == 1) {

  ChatServer server;
  if (server.init())
  {
      server.run();
  }

} else if (choice == 2) {

  ChatClient client;
  cout << "请输入服务器IP: ";
  string ip;
  cin >> ip;
  cin.ignore();
  if (client.connectServer(ip))
  {
      client.run();
  }

}

return 0; } AI写代码 cpp 运行

六、代码详细解读（方法作用） ChatServer::init：初始化服务端套接字、绑定端口并监听

ChatServer::broadcast：广播消息给除发送者外的所有客户端

ChatServer::handleClient：处理单个客户端消息接收和断开

ChatServer::run：循环等待客户端连接并为每个客户端创建线程

ChatClient::connectServer：连接指定服务器 IP

ChatClient::receiveMessages：线程函数，循环接收服务器消息

ChatClient::sendMessages：主线程读取用户输入并发送

ChatClient::run：启动客户端发送接收功能

七、项目详细总结通过此项目，你学会了：

TCP 套接字基础操作

多线程处理并发客户端

消息广播机制

客户端发送/接收消息并发实现

代码封装、线程安全与锁机制

该程序可用于：

网络编程教学

C++ 多线程示例

基础聊天室原型开发

八、项目常见问题及解答 Q1：客户端发送消息阻塞怎么办？ A：采用线程分离，发送和接收分开处理。

Q2：广播消息时，客户端断开会出错？ A：在广播前需加锁，并检查套接字有效性。

Q3：Windows 下如何运行？ A：需包含 winsock2.h，使用 WSAStartup() 初始化。

九、扩展方向与性能优化支持用户名识别，显示客户端昵称

使用 select / poll / epoll 实现非阻塞 I/O

增加群聊与私聊功能

消息加密（SSL/TLS）

Andriod第三方源码分析

Android进阶之旅-(Framework源码分析)

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