Chat Client-Server với Đa luồng và Đồng bộ hóa

Chương trình chat client-server được viết bằng C, sử dụng đa luồng (multithreading) và đồng bộ hóa (threading & synchronization).

Tính năng

• Chat nhiều phòng: Hỗ trợ tạo và tham gia nhiều phòng chat
• Đa luồng: Server xử lý nhiều client đồng thời, client có thread riêng cho nhận/gửi tin nhắn
• Đồng bộ hóa: Sử dụng mutex để đảm bảo thread-safe
• Tìm phòng theo ID: Client có thể tìm và tham gia phòng theo ID
• Username: Client bắt đầu bằng việc nhập username

Cấu trúc Project

chat_system/
├── server/
│   └── server.c          # Server chính
├── client/
│   └── client.c          # Client chính
├── common/
│   ├── protocol.h        # Định nghĩa protocol và cấu trúc
│   └── utils.c           # Utility functions
├── Makefile              # Build system
└── README.md             # Tài liệu này

Cài đặt và Build

Yêu cầu hệ thống

• GCC compiler
• POSIX threads (pthread)
• Linux/macOS

Build

# Build tất cả
make all

# Hoặc build riêng lẻ
make chat_server
make chat_client

# Build với debug symbols
make debug

# Build optimized release
make release

Sử dụng

1. Chạy Server

# Terminal 1
./chat_server

2. Chạy Client

# Terminal 2 (và các terminal khác cho nhiều client)
./chat_client

# Hoặc kết nối đến server khác
./chat_client 192.168.1.100 8080

Các lệnh Client

Lệnh	Mô tả
/join <username>	Đăng nhập với username
/create <room_name>	Tạo phòng mới
/room <room_id>	Tham gia phòng theo ID
/leave	Rời khỏi phòng hiện tại
/list	Liệt kê tất cả phòng
/quit	Thoát chương trình
<message>	Gửi tin nhắn (khi đã tham gia phòng)

Ví dụ sử dụng

Client 1:

> /join alice
[12:34:56] Chào mừng alice đến với chat server!
> /create phong1
[12:34:57] Phòng phong1 đã được tạo với ID: 1
> /room 1
[12:34:58] Đã tham gia phòng phong1 (ID: 1)
> Xin chào mọi người!
[12:34:59] alice: Xin chào mọi người!

Client 2:

> /join bob
[12:35:00] Chào mừng bob đến với chat server!
> /list
[12:35:01] Danh sách phòng: ID:1 Name:phong1 Members:1
> /room 1
[12:35:02] Đã tham gia phòng phong1 (ID: 1)
[12:35:02] SERVER: bob đã tham gia phòng
[12:35:02] alice: Xin chào mọi người!
> Chào alice!
[12:35:03] bob: Chào alice!

Kiến trúc Threading

Server

• Main thread: Chấp nhận kết nối mới
• Client handler threads: Mỗi client có 1 thread riêng
• Mutex locks: Đồng bộ hóa truy cập shared data

Client

• Main thread: Xử lý input từ user
• Receive thread: Nhận messages từ server
• Mutex: Đồng bộ hóa socket operations

Đồng bộ hóa

• Room mutex: Mỗi phòng có mutex riêng cho thread-safe broadcasting
• Global mutex: Bảo vệ danh sách rooms và clients
• Socket mutex: Client bảo vệ socket operations

Protocol

Message Types

• MSG_JOIN: Client đăng nhập
• MSG_CREATE_ROOM: Tạo phòng mới
• MSG_JOIN_ROOM: Tham gia phòng
• MSG_LEAVE_ROOM: Rời phòng
• MSG_MESSAGE: Gửi tin nhắn
• MSG_LIST_ROOMS: Liệt kê phòng
• MSG_QUIT: Thoát
• MSG_BROADCAST: Broadcast tin nhắn
• MSG_ERROR: Thông báo lỗi

Testing

# Chạy test tự động
make test

# Test thủ công
# Terminal 1: ./chat_server
# Terminal 2: ./chat_client
# Terminal 3: ./chat_client

Troubleshooting

Lỗi thường gặp

1. "Address already in use"

   # Tìm và kill process đang dùng port
   lsof -i :8080
   kill -9 <PID>

2. "Connection refused"

   • Đảm bảo server đang chạy
   • Kiểm tra IP và port

3. Thread errors

   • Đảm bảo có pthread library
   • Kiểm tra compiler flags

Debug

# Build với debug symbols
make debug

# Chạy với gdb
gdb ./chat_server
gdb ./chat_client

Tác giả

Chương trình được phát triển như một bài tập về:

• Socket programming
• Multithreading với pthread
• Thread synchronization
• Client-Server architecture