基于Linux下的聊天程序的开发与设计

目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)第一章软件功能需求分析 (2)1.1 软件功能需求 (2)1.2 总体性能需求 (2)1.3 测试环境需求 (3)1.4 其他需求 (3)1.5 本章小结 (3)第二章软件开发所使用的技术 (4)2.1 C语言 (4)2.2 TCP/IP协议 (5)2.3 Socket (7)2.4 GTK+ (9)2.5 本章总结 (9)第三章软件详细设计及代码实现 (10)3.1 软件界面设计 (10)3.2 软件主要代码实现 (13)3.3 数据库的设计 (22)3.4 本章小结： (22)第四章软件的测试 (23)4.1 测试步骤 (23)4.2 本章小结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)基于Linux环境下的聊天程序的设计与开发摘要：网络，对于现在社会上的人已经不在陌生。

伴随着计算机以及的普及，计算机网络也渐渐被人们所熟悉。

随之而来的问题也就出现——网络交流工具。

当然，大家所熟悉的windows操作系统下的网络交流工具很多，例如，腾讯QQ，微软MSN，新浪UC，网易POPO，OICQ，飞信，甚至是YY语音等等。

但是随着Linux操作系统的逐渐流行。

基于Linux操作系统的网络交流软件还是很少。

本文就是对于一个基于Linux下的聊天程序的设计与开发的阐述。

关键词：Linux C语言TCP/IP协议聊天程序Abstract：Network, for now, people in society have not unfamiliar. With the popularity of computers and computer network has gradually been familiar. Attendant problems will arise - the network communication tools. Of course, everyone is familiar with windows operating system a lot of network communication tools, for example, Tencent QQ, Microsoft's MSN, Sina UC, NetEase POPO, OICQ, flying letters, or even YY voice and so on. But with the increasingly popular Linux operating system. Linux-based operating system, network communication software, or very little. This article is for a Linux-based chat program under design and development of elaboration.Key words：Linux C TCP/IP Chat program第一章软件功能需求分析想要做出一个令人满意的聊天工具，就必须先得了解使用者对它的要求。

只有深入了解了使用者的要求，才能开发出一个令使用者满意的聊天工具。

1.1 软件功能需求：（1）登录功能。

（2）注册新用户的功能。

（3）客户可以通过服务器转发，实现一对一，一对多，多对一，多对多的聊天功能。

（4）服务器端可以保存用户信息的功能。

（5）客户端程序可以显示在线好友的功能。

（6）应该具有简单、容易操作、美观的图形界面。

1.2 总体性能需求：（1）服务器端性能需求服务器需要同时连接很多个用户，并能提供给这些连接用户所需要的任务处理请求，这就要求服务器能同时处理多个socket连接。

服务器模型一般分为循环服务器和并发服务器，循环服务器一次只能处理一个连接，也就是说同一时间只能由一个用户连接到服务器进行消息处理，这种情况是不被允许的。

因此我们将采用多线程方式的并发服务器来设计服务器端，这样将能从很大程度上提高服务器的运行效率。

（2）客户端性能需求客户端只需要连接到服务器便可以进行任务的处理工作，因此客户端的主要性能要求为图形界面运行的稳定性和对出错信息的及时反映。

当一个窗体出现问题时能够及时的处理，让主程序不受影响。

（3）错误处理需求所有的应用程序在运行过程中都会出现出错的情况，这种错误可能来自于程序本身的BUG也可能是用户操作的失误所造成的。

当有错误发生时，我们应该有一个很好的机制来保障错误能够及时地被排除。

因此，当应用程序出现了错误的时候我们就需要程序能提供给我们出错的信息，这样用户就能够很快的找出具体的出错原因，以便寻找合理的途径去解决它。

1.3 测试环境需求：因为这是一个基于Linux的聊天程序的开发，所以测试环境必须在Linux C环境下测试。

1.4 其他需求：（1）体系结构模型需求这个是基于tcp/ip协议的osi的体系结构。

（2）功能模块设计需求这个软件包含客户端和服务器端。

1.5 本章小结：需求是开发的前提，只有明确了需求才能开发出一个符合用户期望的优质软件。

上面已经总体上列出该聊天程序的基本功能需求，接下来的工作就是如何将这些功能开发的尽量完善，使得界面清晰简单，方便易用。

第二章软件开发所使用的技术开发一个软件是需要一些基本的技术，只有熟悉这些技术，才能更有效的开发出自己所想要的软件。

2.1 C语言：C语言是一种成功的系统描述语言，用C语言开发的UNIX操作系统就是一个成功的范例;同时C语言又是一种通用的程序设计语言，在国际上广泛流行。

世界上很多著名的计算公司都成功的开发了不同版本的C语言，很多优秀的应用程序也都使用C语言开发的，它是一种很有发展前途的高级程序设计语言。

（1）C是中级语言。

它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。

C语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。

（2）C是结构式语言。

结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。

这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。

C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。

（3）C语言功能齐全。

具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效率更高。

另外C语言也具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。

而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大，可以实现决策目的的游戏。

（4）C语言适用范围大。

适合于多种操作系统，如Windows、DOS、UNIX等等；也适用于多种机型。

C语言对编写需要硬件进行操作的场合，明显优于其它解释型高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的。

C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。

它是数值计算的高级语言。

（5）C语言文件由数据序列组成，可以构成二进制文件或文本文件。

常用的C语言IDE（集成开发环境）有Microsoft Visual C++，Dev-C++，Code::Blocks，Borland C++，Watcom C++ ，Borland C++ Builder，GNU DJGPP C++ ，Lccwin32 C Compiler3.1，High C，Turbo C，C-Free，win-tc 等等……2.2 TCP/IP协议：TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。

在私网中，它也被用作通信协议。

当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。

TCP/IP是一个四层的分层体系结构。

高层为传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。

这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。

低层是网际协议(IP,Internet Protocol)，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。

网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。

即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。

TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。

TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。

TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。

正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。

许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。

包括万维网（www，world wide web）的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。

这些协议通常和TCP/IP 协议打包在一起。

使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议（SLIP）和点对点协议（P2P）。

这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。

与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据包协议（UDP），它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。

其他协议是网络主机用来交换路由信息的，包括Internet控制信息协议（ICMP），内部网关协议（IGP），外部网关协议（EGP），边界网关协议（BGP）。

（1）TCP如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。

TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。

TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

TCP 将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。

应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。

DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

（2）UDPUDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。

因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。

相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。

使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。