你得学会并且学得会的Socket编程基础知识.docx

这一篇文章，我将图文并茂地介绍Socket编程的基础知识，我相信，如果你按照步骤做完实验，一定可以对Socket编程有更好地理解。第一步：创建解决方案第二步：创建服务端程序这里可以选择“Console Application”这个类型，比较方便调试然后编写如下代码，实现服务器的基本功能using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /将该socket绑定到主机上面的某个端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.bind.aspx socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530); /启动监听，并且设置一个最大的队列长度 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); Console.WriteLine(Server is ready!); Console.Read(); 现在可以启动调试一下看看效果如何，正常情况下应该会看到一个提示，因为我们需要在TCP 4530端口进行监听，所以防火墙会有提示。点击“Allow access”这样，我们的服务器就可以开始监听了。但是这有什么用呢？是的，没有什么用。我们还需要为服务器添加一些功能，例如接受传入的请求，给客户端发送消息，或者从客户端接收消息等等第三步：接受传入的请求我们需要通过Accept，或者(BeginAccept)来接受传入的请求，请注意下面代码中的红色部分using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /将该socket绑定到主机上面的某个端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.bind.aspx socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530); /启动监听，并且设置一个最大的队列长度 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); /开始接受客户端连接请求 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginaccept.aspx socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ar) = /这就是客户端的Socket实例，我们后续可以将其保存起来 var client = socket.EndAccept(ar); /给客户端发送一个欢迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Hi there, I accept you request at +DateTime.Now.ToString(); ), null); Console.WriteLine(Server is ready!); Console.Read(); wow，看起来不错对吧，我们赶紧做一个客户端来测试一下吧第四步：创建客户端我们还是使用一个Console Application添加如下的代码，并且创建客户端连接using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /连接到指定服务器的指定端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.connect.aspx socket.Connect(localhost, 4530); Console.WriteLine(connect to the server); Console.Read(); 依次选择SocketServer和SocketClient这两个项目，分别将其启动为调试状态（右键菜单，Debug=Start new instance)我们看到两个程序都工作正常。但是，在客户端怎么没有收到服务器发过来的消息呢？那是因为，我们没有在客户端提供这方面的功能。第五步：在客户端中实现接受消息的方法using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /连接到指定服务器的指定端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.connect.aspx socket.Connect(localhost, 4530); /实现接受消息的方法 var buffer = new byte1024;/设置一个缓冲区，用来保存数据 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginreceive.aspx socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ar) = /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.endreceive.aspx var length = socket.EndReceive(ar); /读取出来消息内容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); /显示消息 Console.WriteLine(message); ), null); Console.WriteLine(connect to the server); Console.Read(); 请注意以上红色的部分，我们用了BeginReceive方法进行异步的消息侦听，如果收到了，我们就打印出来看起来已经实现了我们需求了：服务器给客户端发了一个消息，而客户端也已经收到了。但是，这远远不够，因为它们之间的通讯不仅仅是一次性的，那么如果服务器要不断地给客户端发消息，例如每隔两秒钟就发送一个消息，如何实现呢？第六步：实现服务器定期向客户端发消息using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /将该socket绑定到主机上面的某个端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.bind.aspx socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530); /启动监听，并且设置一个最大的队列长度 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); /开始接受客户端连接请求 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginaccept.aspx socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ar) = /这就是客户端的Socket实例，我们后续可以将其保存起来 var client = socket.EndAccept(ar); /给客户端发送一个欢迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Hi there, I accept you request at +DateTime.Now.ToString(); /实现每隔两秒钟给服务器发一个消息 /这里我们使用了一个定时器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) = client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Message from server at +DateTime.Now.ToString(); ; timer.Start(); ), null); Console.WriteLine(Server is ready!); Console.Read(); 我们还要实现在客户端一直监听消息的机制，而不是一次性接收.请注意下面红色的部分using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /连接到指定服务器的指定端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.connect.aspx socket.Connect(localhost, 4530); Console.WriteLine(connect to the server); /实现接受消息的方法 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginreceive.aspx socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage),socket); Console.Read(); static byte buffer = new byte1024; public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar) try var socket = ar.AsyncState as Socket; /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.endreceive.aspx var length = socket.EndReceive(ar); /读取出来消息内容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); /显示消息 Console.WriteLine(message); /接收下一个消息(因为这是一个递归的调用，所以这样就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); catch(Exception ex) Console.WriteLine(ex.Message); 重新调试起来，看起来的效果如下图所示我们继续做下面的实验，一步一步地研究Socket通讯中可能遇到的一些问题请先关闭掉客户端这个程序，而不要关闭服务端程序，这时会发现一个错误这个错误很容易理解，因为客户端已经关闭，也就是客户端那个Socket已经不存在了，服务器还继续向它发送消息当然会出错。所以，从可靠性方面的考虑，我们必须在发送消息之前检测Socket的活动状态第七步：检测客户端的活动状态using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /将该socket绑定到主机上面的某个端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.bind.aspx socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530); /启动监听，并且设置一个最大的队列长度 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); /开始接受客户端连接请求 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginaccept.aspx socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ar) = /这就是客户端的Socket实例，我们后续可以将其保存起来 var client = socket.EndAccept(ar); /给客户端发送一个欢迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Hi there, I accept you request at +DateTime.Now.ToString(); /实现每隔两秒钟给服务器发一个消息 /这里我们使用了一个定时器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) = /检测客户端Socket的状态 if(client.Connected) try client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Message from server at + DateTime.Now.ToString(); catch(SocketException ex) Console.WriteLine(ex.Message); else timer.Stop(); timer.Enabled = false; Console.WriteLine(Client is disconnected, the timer is stop.); ; timer.Start(); ), null); Console.WriteLine(Server is ready!); Console.Read(); 上面代码的逻辑很清楚，但有时候还是会触发那个SocketException。为什么呢？这是因为我们的Timer是每隔两秒钟检查一次，那么就很可能有一种情况，我们检查的时候，它还是连接状态，消息发出去之后，它断开了。这种情况肯定是存在的。所以要用Try.catch的结构目前我们实现的场景很简单，服务器只管发消息，客户端只管收消息。但实际工作中，可能希望服务器和客户端都能收发消息。请看下一节第八步：实现双向收发消息先看服务端的修改using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /将该socket绑定到主机上面的某个端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.bind.aspx socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530); /启动监听，并且设置一个最大的队列长度 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); /开始接受客户端连接请求 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginaccept.aspx socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ar) = /这就是客户端的Socket实例，我们后续可以将其保存起来 var client = socket.EndAccept(ar); /给客户端发送一个欢迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Hi there, I accept you request at +DateTime.Now.ToString(); /实现每隔两秒钟给服务器发一个消息 /这里我们使用了一个定时器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) = /检测客户端Socket的状态 if(client.Connected) try client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes(Message from server at + DateTime.Now.ToString(); catch(SocketException ex) Console.WriteLine(ex.Message); else timer.Stop(); timer.Enabled = false; Console.WriteLine(Client is disconnected, the timer is stop.); ; timer.Start(); /接收客户端的消息(这个和在客户端实现的方式是一样的） client.BeginReceive(buffer,0,buffer.Length,SocketFlags.None,new AsyncCallback(ReceiveMessage),client); ), null); Console.WriteLine(Server is ready!); Console.Read(); static byte buffer = new byte1024; public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar) try var socket = ar.AsyncState as Socket; /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.endreceive.aspx var length = socket.EndReceive(ar); /读取出来消息内容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); /显示消息 Console.WriteLine(message); /接收下一个消息(因为这是一个递归的调用，所以这样就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); catch(Exception ex) Console.WriteLine(ex.Message); 可以看出来，为了让服务器可以接受消息，其实并不需要什么特别的设计，与客户端接受消息其实可以是一样的 再来看看客户端的修改using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient class Program / / Socket Server 演示 / 作者：陈希章 / / static void Main(string args) /创建一个Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); /连接到指定服务器的指定端口 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.connect.aspx socket.Connect(localhost, 4530); Console.WriteLine(connect to the server); /实现接受消息的方法 /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.beginreceive.aspx socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); /接受用户输入，将消息发送给服务器端 while(true) var message = Message from client : + Console.ReadLine(); var outputBuffer = Encoding.Unicode.GetBytes(message); socket.BeginSend(outputBuffer, 0, outputBuffer.Length, SocketFlags.None, null, null); static byte buffer = new byte1024; public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar) try var socket = ar.AsyncState as Socket; /方法参考：/zh-cn/library/.sockets.socket.endreceive.aspx var length = socket.EndReceive(ar); /读取出来消息内容 var message = Encoding