如何用 C 语言组织客户端-服务器应用程序的服务器线程的工作？

挑战是编写一个简单的网络聊天。语言没有根本区别，但我决定用 C 编写。服务器必须能够同时处理多个用户，而用户又必须能够请求所有活动用户的列表并向他们写入消息。如果用户退出网络，他/她将相应地与服务器断开连接并从活动用户列表中删除。

当我添加注册和发布活跃用户列表的功能时，我遇到了一个问题，在新创建的线程中访问服务器不会出现问题，但是如果您从以前创建的线程访问，服务器会卡住。
我认为重点是同时使用内存，尽管这不太可能，因为我是从一台机器上单独输入所有内容的，但为了以防万一我添加了互斥体，它没有帮助。

我还认为它可能是输入缓冲区堵塞，但在某些地方清除它的功能要么什么都不做，要么只会让情况变得更糟。
我最后的猜测是我的实现根本不适合 pthread 线程，我需要使用共享内存和 fork() 重写所有内容，但我想避免这种情况。

这是服务器代码
：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
#define MAX_CONNECTIONS 5
#define REGISTRATION '1'
#define CHECKINFO '2'
#define SENDMESSAGE '3'
#define EXIT '4'

struct Node {
    char name[30];
    struct Node* next;
};

struct Node* createNode(char* name) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    for(int i = 0; i < 30; i++)
    {
      newNode->name[i] = name[i];
    }
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

void CleanStdin()
{
  char c;
  while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {}
}


void pushBack(struct Node** headRef, char* name) {
    struct Node* newNode = createNode(name);
    if (*headRef == NULL) {
        *headRef = newNode;
        return;
    }
    struct Node* temp = *headRef;
    while (temp->next != NULL) {
        temp = temp->next;
    }
    temp->next = newNode;
}

void Delete(struct Node** headRef, char* name)
{
  struct Node* temp = *headRef;
  struct Node* prev = temp;
  if (strcmp(temp->name, name) == 0) 
  {
    *headRef = NULL;
    return;
  }
  while (temp != NULL) 
  {
    if (strcmp(temp->name, name) == 0) 
    {
        prev->next = temp->next;
        free(temp);
        return;
    }
    prev = temp;
    temp = temp->next;
  }
}

int Find(struct Node** headRef, char* name)
{
  struct Node* temp = *headRef;
  while (temp != NULL) 
  {
    if (strcmp(temp->name, name) == 0) 
    {
        return 1;
    }
    temp = temp->next;
  }
  return 0;
}

void PrintUsers(struct Node** headRef, int sock, int usersVal)
{
  struct Node* temp = *headRef;
  for (int i = 0; i < usersVal; i++) 
  {
    send(sock, temp->name, 30, 0);
    temp = temp->next;
  }
}


  pthread_t thread_id;
  pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  struct Node* head = NULL;
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    int usersVal = 0;

void* mainFunc()
{
  char name[30];
  // Чтение сообщения от клиента
    while(1)
    {
      //CleanStdin();
      memset(buffer, (char)0, BUFFER_SIZE);
    char operation;
    
    if ( operation == REGISTRATION)
    {
      read(new_socket, name, 30);
      int RegCode;
      if (Find(&head, name) == 1)
      {
        printf("User already registered: %s", name);
        RegCode = 1;
      }
      else
      {
        printf("User successfully registered: %s", name);
        pushBack(&head, name);
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        usersVal++;
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        RegCode = 0;
      }
      send(new_socket, &RegCode, 4, 0);
    }
    else if (operation == CHECKINFO) 
    {
      pthread_mutex_lock(&mutex);
      printf("\nUserval = %d\n", usersVal);
      send(new_socket, &usersVal, 4, 0);
      pthread_mutex_unlock(&mutex);
      //PrintUsers(&head, new_socket, usersVal);
    }
    else if (operation == EXIT)
    {
      close(new_socket);
      printf("\nExited!\n");
      //Delete(&head, name);
      pthread_mutex_lock(&mutex);
      usersVal--;
      pthread_mutex_unlock(&mutex);
      CleanStdin();
      break;
    }
    read(new_socket, &operation, 1);
  }
  return NULL;
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
  
    // Создание сокета
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
      
    // Присваивание опции сокету (можно повторно использовать адрес)
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons( PORT );
      
    // Привязка сокета к адресу и порту
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

// Ожидание входящих соединений
    if (listen(server_fd, MAX_CONNECTIONS) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // Принятие входящего соединения
    while(1)
    {
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) 
    {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    printf("\nConnected!\n");
    pthread_create(&thread_id, NULL, mainFunc, NULL);
  }
    return 0;

}

客户：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define SERVER_ADDRESS "127.0.0.1"
#define SERVER_PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
#define REGISTRATION '1'
#define CHECKINFO '2'
#define SENDMESSAGE '3'
#define EXIT '4'

int Socket(int domain, int type, int protocol)
{
  int sock = socket(domain, type, protocol);
  if (sock < 0) {
        perror("Failed to create socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return sock;
}

void Inet_pton(int af, const char *src, void *dst)
{
  if (inet_pton(af, src, dst) <= 0) {
        perror("Invalid server address");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
}

void Connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)
{
  if (connect(sockfd, addr, addrlen) < 0) {
        perror("Failed to connect to server");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

void Send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags)
{
  if (send(sockfd, buf, len, flags) < 0) 
    {
      perror("Failed to send message to server");
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

void Recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags)
{
  if (recv(sockfd, buf, len, flags) < 0) {
        perror("Failed to receive message from server");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

// Создание сокета и подключение к серверу
int Conn()
{
  int sock = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in server_address;
    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_port = htons(SERVER_PORT);
    Inet_pton(AF_INET, SERVER_ADDRESS, &server_address.sin_addr);
    Connect(sock, (struct sockaddr*) &server_address, sizeof(server_address));
    
    return sock;
}

void CleanStdin()
{
  char c;
  while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {}
}

int main() {
  char buffer[BUFFER_SIZE];
    char symb, operation;
    int sock = Conn();
    // Первоначальная регистрация
    operation = REGISTRATION;
  Send(sock, &operation, 1, 0);
  printf("\nEnter Name: ");
  fgets(buffer, 30, stdin);
  Send(sock, buffer, 30, 0);
  int RegCode;
  Recv(sock, &RegCode, 4, 0);
  if (RegCode == 1)
  {
    printf("You was registered before");
  }
  else if (RegCode == 0)
  {
    printf("You were successfully registered");
  }
    while(1)
    {
    CleanStdin();
    memset(buffer, (char)0, BUFFER_SIZE);
    printf("\n1. Get users info");
    printf("\n3. Exit\n");
    symb = getchar();
    switch (symb)
    {
    // Регистрация пользователя
      case '1':
      {
        operation = CHECKINFO;
        Send(sock, &operation, 1, 0);
        int usersVal;
        Recv(sock, &usersVal, 4, 0);
        printf("\nAmount of users = %d\n", usersVal);
        /*for(int i = 0; i < usersVal; i++)
        {
          char name[30];
          Recv(sock, name, 30, 0);
          printf("\nUser: %s\n", name);
        }*/
        break;
      }
      case '3':
      {
        operation = EXIT;
        printf("Exiting...\n");
        Send(sock, &operation, 1, 0);
        exit(0);
      }
      
    }
  }
    
    return 0;
}

不严格判断，我自己知道这一切的样子，我写了一天不停，尽我所能集体耕种，只是为了完成。

我评论了我认为可能包含错误的行，但没有区别。如果您按顺序执行以下操作，则会发生错误：

1. 启动服务器
2. 在另一个终端窗口中运行客户端应用程序（我正在运行 Ubuntu）
3. 输入名字
4. 在第三个终端窗口中启动一个新的客户端应用程序而不关闭旧的
5. 输入名称并退出
6. 转到第二个窗口并尝试获取活跃用户列表（现在有一个存根只显示活跃用户的数量）

是否可以修复此问题，或重做已经存在的内容以使其正常工作？如果有任何建议，我将不胜感激。下面是对该问题的更详细描述。

有必要实施 - “CHAT”。

Необходимо реализовать с использованием сетевых сокетов две программы: Клиент и Сервер. Сервер должен быть один. Клиентов может быть много.

Сервер.

После запуска работает в бесконечном цикле слушая закрепленный за ним сокет, пока не поступит команда на его завершения.

К серверу через сокет, могут поступать следующие виды запросов от клиента:

1. Запрос на регистрацию (сервер должен вести список зарегистрированных клиентов). При поступлении данного запроса проверяется данный список, если клиент там не зарегистрирован, то происходит его регистрация. Клиенту отправляется ответ с подтверждением регистрации или сообщением о том, что он уже зарегистрирован.

2. Запрос на получение списка зарегистрированных клиентов. В ответ сервер отправляет Имена клиентов, зарегистрированных в данный момент.

3. Запрос на передачу сообщения клиенту. (в запросе указывается имя клиента получателя и текст сообщения). Если клиент получатель не зарегистрирован в чате, то отправителю сообщения отправляется об этом информация, иначе сообщение пересылается клиенту получателю.

4. Запрос на отключение от чата. В этом случае клиент удаляется из чата.

Клиент.

После запуска запрашивает параметры сервера (адрес и порт), а также имя клиента и пытается подключиться к серверу – отправляет запрос на регистрацию. Если подключение невозможно (не получен ответ), то завершает свою работу.

Иначе либо ждет команду от пользователя, либо сообщение от сервера.

При поступлении сообщения, выводит имя отправителя и сам текст сообщения.

Пользователь может ввести следующие команды:

Получить список зарегистрированных в чате. В этом случае клиент запрашивает этот список на сервере и выводит его на экране.

Отправить сообщение. Указывается имя клиента получателя и текст сообщения.

Команда на завершение работы. Отправляется соответствующий запрос на сервер и программа завершает свою работу.

При выполнении лабораторной работы обязательно необходимо для взаимодействия использовать сокеты операционной системы.