C# Socket的TCP通訊
Socket的TCP通訊
一、 socket的通訊原理
服務器端的步驟如下。
（1）建立服務器端的Socket，開始偵聽整個網絡中的連接請求。
（2）當檢測到來自客戶端的連接請求時，向客戶端發送收到連接請求的信息，並建立與客戶端之間的連接。
（3）當完成通信後，服務器關閉與客戶端的Socket連接。
客戶端的步驟如下。
（1）建立客戶端的Socket，確定要連接的服務器的主機名和端口。
（2）發送連接請求到服務器，並等待服務器的回饋信息。
（3）連接成功後，與服務器進行數據的交互。
（4）數據處理完畢後，關閉自身的Socket連接。
二、 socket的通訊方式
socket通訊方式有兩種：同步和異步
同步工作方式:
用TCP協議進行編程時程序執行到發送、接收和監聽語句的時候，在未完成工作前不再繼續往下執行，即處於阻塞狀態，直到該語句完成某個工作後才繼續執行下一條語句。
異步工作方式
程序執行到發送、接收和監聽語句的時候，不論工作是否完成，都會繼續往下執行。
三、 socket的C#實現
-
同步：
服務端客戶端通信
在與服務端的連接建立以後，我們就可以通過此連接來發送和接收數據。端口與端口之間以流（Stream）的形式傳輸數據，因爲幾乎任何對象都可以保存到流中，所以實際上可以在客戶端與服務端之間傳輸任何類型的數據。對客戶端來說，往流中寫入數據，即爲向服務器傳送數據；從流中讀取數據，即爲從服務端接收數據。對服務端來說，往流中寫入數據，即爲向客戶端發送數據；從流中讀取數據，即爲從客戶端接收數據。
服務端：
（1）服務端對端口進行偵聽：
服務器端建立一個socket，設置好本機的ip和監聽的端口與socket進行綁定，開始監聽連接請求，當接收到連接請求後，發送確認，同客戶端建立連接，開始與客戶端進行通信。
TcpListener listener =new TcpListener(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port));//ip爲服務器IP地址，port爲監聽的端口
Listener.Start();//開啓監聽
(2)檢測來自客戶端的連接請求
TcpClient remoteClient = listener.AcceptTcpClient();
//接收客戶端 這裏體現了同步的含義，如果客戶端對該服務端發起連接的時候，程序在這裏就會等待（阻塞），直到有客戶端的連接請求爲止
(3)建立和連接的客戶端的數據流（傳輸數據）
NetworkStream streamToClient = remoteClient.GetStream();
該數據流只要是用來接收和發送數據，同步也分多客戶端和單個客戶端，如果分的詳細一點的話，還有客戶端的一條以及多條數據的情況，如果是單個客戶端的多條數據的話，連接客戶端之後，在建立數據流的前面添加一個循環就可以了，如果是多個客戶端的話，在（2）前面加個循環就可以了。爲了接收數據的效率，建議不管是同步還是異步，服務端都做成線程，詳細見Demo
(4)接收客戶端發送過來的數據（用緩存來接收）
byte[] buffer = new byte[BufferSize]; // BufferSize爲緩存的大小
int bytesRead;
try
{
lock (streamToClient)//爲了保證數據的完整性以及安全性 鎖定數據流
{
bytesRead = streamToClient.Read(buffer, 0, BufferSize);
}
(5)向連接的客戶端發送數據
lock (streamToClient)
{
streamToClient.Write(buffer, 0, buffer.Length);//buffer爲發送的字符數組
}
(6)釋放數據流和TcpClient（以便下次的數據以及客戶端的收發）
streamToClient.Dispose();//釋放數據流中的數據
remoteClient.Close();//釋放TcpClient實例
客戶端
（1） 連接服務器
TcpClient tcp = new TcpClient();
tcp.Connect(IP,Port);//根據服務器的IP地址和偵聽的端口連接
if (tcp.Connected)
{
//連接成功的消息機制 詳細見DEMO
ShowGetData(“成功連接上了服務器：”, this.strIP.Text.ToString());
}
這裏需要注意的是，不管是使用有參數的構造函數與服務器連接，或者是通過Connect()方法與服務器建立連接，都是同步方法（或者說是阻塞的，英文叫block）。它的意思是說，客戶端在與服務端連接成功、從而方法返回，或者是服務端不存、從而拋出異常之前，是無法繼續進行後繼操作的。這裏還有一個名爲BeginConnect()的方法，用於實施異步的連接，這樣程序不會被阻塞，可以立即執行後面的操作，這是因爲可能由於網絡擁塞等問題，連接需要較長時間才能完成。網絡編程中有非常多的異步操作，凡事都是由簡入難，關於異步操作，我們後面再討論，現在只看同步操作。
（2） 建立連接服務端的數據流
NetworkStream streamToServer = tcp.GetStream();
（3） 接收和發送數據
//發送字符串
byte[] buffer = Encoding.Unicode.GetBytes(msg); //msg爲發送的字符串
try
{
lock (streamToServer)
{
streamToServer.Write(buffer, 0, buffer.Length); // 發往服務器
}
//接收字符串
buffer = new byte[BufferSize];
lock (streamToServer)
{
bytesRead = streamToServer.Read(buffer, 0, BufferSize);
}
}
2. 異步
相對於同步，異步中的連接，接收和發送數據的方法都不一樣，都有一個回調函數，就是即使不能連接或者接收不到數據，程序還是會一直執行下去，如果連接上了或者接到數據，程序會回到這個回調函數的地方重新往下執行。詳細見下面：
服務器：
1、 開啓偵聽接口
private TcpListener listener; //監聽類
listener = new TcpListener(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port));
listener.Start();//開啓偵聽，對連接的客戶端的數目沒有限制
或者
listener.Start(int i);// 開啓偵聽，最多隻能連接i個客戶端數目
2、 接收客戶端
listener.BeginAcceptSocket(clientConnect, listener);//異步接受客戶端的連接請求 clientConnect爲連接的回調函數
///
/// 接收回調函數
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private void clientConnect(IAsyncResult ar)
{
try
{
TcpListener listener = (TcpListener)ar.AsyncState;
//接受客戶的連接,得到連接的Socket
Socket client = listener.EndAcceptSocket(ar);
}
catch { }
}
3、 接收客戶端發送的數據
///
/// 異步接收數據
/// </summary>
private void receiveData(Socket client)
{
// 調用異步方法 BeginReceive 來告知 socket 如何接收數據
IAsyncResult iar = client.BeginReceive(buffer, 0, BagSize, SocketFlags.None, out errorCode, receiveCallback, buffer);
}
}
/// <summary>
/// 接收數據回調函數
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private void receiveCallback(IAsyncResult ar)
{
//接收到的數據長度．
int receLen = 0;
try
{
receLen = client.EndReceive(ar, out errorCode);
if (receLen > 0)
{
OnReceiveData(client);//接收到數據之後的處理函數
}
}
catch { }
}
else { }
}
4、接收成功之後，回發數據給客戶端
///
/// 異步發送報文
/// </summary>
/// <param name="data"></param>
private void OnReceiveData (Socket socket)
{
string strLogin = “succeed recived”;
byte[] data = Encoding.ASCII.GetBytes(strLogin);
socket.BeginSend(data, 0, data.Length, SocketFlags.None, out errorCode, sendCallBack, socket);//異步發送數據
}
else
{ }
}
///
/// 異步發送回調事件
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private void sendCallBack(IAsyncResult ar)
{
socket.EndSend(ar, out errorCode);
}
客戶端
1、連接服務器
private TcpClient tcpcz = null
tcpcz = new TcpClient()
tcpcz.BeginConnect(ipaddress, Convert.ToInt32(port), new AsyncCallback(ConnectCallback), tcpcz);//根據服務器的IP地址和端口號 異步連接服務器
/// <summary>
/// 異步連接的回調函數
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
{
TcpClient t = (TcpClient)ar.AsyncState;
try
{
if (t.Connected)
{
t.EndConnect(ar);//函數運行到這裏就說明連接成功
}
else
{
}
}
catch () { }
}
2、發送和接收字符串
NetworkStream stream = tcp.GetStream();//創建於服務器連接的數據流
//發送字符串
string strLogin = “this is socket example”;
byte[] data = Encoding.ASCII.GetBytes(strLogin);
stream.BeginWrite(data, 0, data.Length, new AsyncCallback(SendCallback),stream);//異步發送數據
//接收字符串
byte[] result = new byte[tcp.Available]; // tcp.Available爲接受的字符串大小
try
{
stream.BeginRead(result, 0, result.Length, new AsyncCallback(ReadCallback), stream);//異步接受服務器回報的字符串
}
catch { }
string strResponse = Encoding.ASCII.GetString(result).Trim();//從服務器接受到的字符串
}
}
catch ()
{
}
}
