聊天程序（基于Socket、Thread）
聊天程序简述
1、目的：主要是为了阐述Socket，以及应用多线程，本文侧重Socket相关网路编程的阐述。如果您对多线程不了解,大家可以看下我的上一篇博文浅解多线程 。
2、功能：此聊天程序功能实现了服务端跟多个客户端之间的聊天，可以群发消息，选择ip发消息，客户端向服务端发送文件。 （例子为WinForm应用程序）
Socket，端口，Tcp，UDP。 概念
1、Socket还被称作“套接字”，应用程序通常通过套接字向网络发送请求或者应答网络请求。根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。
2、端口：可以认为是计算机与外界通讯交流的出口。
3、Tcp： TCP是一种面向连接（连接导向）的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。UDP是另一个重要的传输协议。
4、UDP：用户数据报协议，是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
理解Socket，端口，Tcp，UDP
1、ip跟端口的作用：例如，你用QQ跟好友聊天，首先QQ要知根据好友所在电脑的IP地址发送信息，ip地址能确定好友的所在的电脑，但是不知道好友电脑上的QQ应用程序是哪一个，这就需要QQ提供一个端口号来确定你发过来的信息是QQ接受的数据。这样就简单的阐述了Ip跟端口的作用。
2、Tcp，Udp作用以及差异：首先要说的是，这是两种网路协议，他们的差别就是TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。我们.net程序员一般的应用程序用的都是Tcp协议。但是Tcp协议的执行速度，效率不及Udp快。看别人的博客感觉图解这两个协议,显得更直观点。上图：
3、Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。出自同一篇博客的图。
4、到这里如果你对Socket，还不是很清楚透彻，那么在接下来的聊天程序代码中，我还会一点点的阐述。
创建服务端监听功能———聊天程序(Socket、Thread)
服务端监听服务是创建一个Socket等待接收客户端的信息。这个需要绑定服务端的Ip、端口号，以便于客户端发送请求的时候找准确服务端聊天程序的具体位置。此外这个Socket还需要设置监听序列的大小，告知应用程序一次性最多处理客户端发来信息的多少。然后创建一个接收客户端通信的Socket，等待客户段发来的信息。
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Socket sck = null; //点击开启服务端监听 private void btn_StarServer_Click(object sender, EventArgs e) { //创建一个Socket实例 //第一个参数表示使用ipv4 //第二个参数表示发送的是数据流 //第三个参数表示使用的协议是Tcp协议 sck = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //获取ip地址 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_ip.Text); //创建一个网络通信节点，这个通信节点包含了ip地址，跟端口号。 //这里的端口我们设置为1029，这里设置大于1024，为什么自己查一下端口号范围使用说明。 IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ip, int.Parse(txt_port.Text)); //Socket绑定网路通信节点 sck.Bind(endPoint); //设置监听队列 sck.Listen(10); ShowMsg("开启监听！"); //创建一个接收客户端通信的Socket Socket accSck = sck.Accept(); //如果监听到客户端有链接，则运行到下一部，提示，链接成功！ ShowMsg("链接成功！"); } //消息框里面数据 void ShowMsg(string str) { string Ystr=""; if (txt_AccMsg.Text != "") { Ystr = txt_AccMsg.Text + "\r\n"; } txt_AccMsg.Text = Ystr+str; }
问题1：代码中的Socket accSck = sck.Accept();这个Socket是让上一个绑定服务端ip端口号的Socket一直处于等待接受客户端发送信息的状态，所以一直占用应用程序一直默认开启的Ui线程，致使点击开启服务监听后，界面无响应。
解决办法：使用多线程，我们在这里写一个自己的线程让这里的监听服务，写在自己的线程里面。修改代码如下：
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Socket sck = null; Thread thread = null; //点击开启服务端监听 private void btn_StarServer_Click(object sender, EventArgs e) { //创建一个Socket实例 //第一个参数表示使用ipv4 //第二个参数表示发送的是数据流 //第三个参数表示使用的协议是Tcp协议 sck = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //获取ip地址 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_ip.Text); //创建一个网络通信节点，这个通信节点包含了ip地址，跟端口号。 //这里的端口我们设置为1029，这里设置大于1024，为什么自己查一下端口号范围使用说明。 IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ip, int.Parse(txt_port.Text)); //Socket绑定网路通信节点 sck.Bind(endPoint); //设置监听队列 sck.Listen(10); ShowMsg("开启监听！"); //开启一个线程，放入Socket服务监听，上一篇博文中没有介绍这样的线程实例化方法。这里特别说下这样是可以的。 Thread thread = new Thread(JtSocket); //设置为后台线程 thread.IsBackground = true; thread.Start(); } //Socket服务监听函数 void JtSocket() { //创建一个接收客户端通信的Socket Socket accSck = sck.Accept(); //如果监听到客户端有链接，则运行到下一部，提示，链接成功！ ShowMsg("链接成功！"); }
问题2：代码中sck.Listen(10);设置监听序列，这里设置为10是不是，服务端只能处理10个客户段的请求呢。
答：不是的这里设置的是一次性只能处理10个，如果还有更多就在后面排队，等待这10个处理完成，接下来在处理排着对的信息。
开启服务监听看一下我们的聊天界面：
然后我们再做一个客户端，链接到服务端。
创建客户端链接服务端的Socket———聊天程序(Socket、Thread)
如果链接服务端的聊天程序则需要知道服务端的Ip地址，端口号。
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Socket clientSocket = null; Thread thread = null; //通过IP地址与端口号与服务端建立链接 private void btn_ConServer_Click(object sender, EventArgs e) { clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //这里的ip地址，端口号都是服务端绑定的相关数据。 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_Clientip.Text); IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ip, Convert.ToInt32(txt_Clientport.Text)); clientSocket.Connect(endpoint);//链接有端口号与IP地址确定服务端. }
然后点击连接服务，查看我们的聊天界面。（首先先打开服务端应用程序，点击开启监听，然后打开客户端应用程序，点击链接服务）
链接成功后，下一步，我们就开始我们的聊天信息接收发送了。
服务端向客户端发送信息，客户端接受信息———聊天程序(Socket、Thread)
1、这里我们发送消息是通过Tcp协议以 字节数组的类型形式发送，所以在发送之前我们需要把要发送，接收的数据做一个转换为字节数组的类型。
2、客户端通过创建的链接服务端的Socket的Receive方法接收消息，服务端通过创建的接受客户端信息的Socket的Send方法发送消息。
服务端代码：
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Socket sck = null; Thread thread = null; //点击开启服务端监听 private void btn_StarServer_Click(object sender, EventArgs e) { //创建一个Socket实例 //第一个参数表示使用ipv4 //第二个参数表示发送的是数据流 //第三个参数表示使用的协议是Tcp协议 sck = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //获取ip地址 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_ip.Text); //创建一个网络通信节点，这个通信节点包含了ip地址，跟端口号。 //这里的端口我们设置为1029，这里设置大于1024，为什么自己查一下端口号范围使用说明。 IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ip, int.Parse(txt_port.Text)); //Socket绑定网路通信节点 sck.Bind(endPoint); //设置监听队列 sck.Listen(10); ShowMsg("开启监听！"); //开启一个线程，放入Socket服务监听，上一篇博文中没有介绍这样的线程实例化方法。这里特别说下这样是可以的。 Thread thread = new Thread(JtSocket); //设置为后台线程 thread.IsBackground = true; thread.Start(); } Socket accSck = null; //Socket服务监听函数 void JtSocket() { while (true)//注意该循环,服务端要持续监听,要不然一个客户端链接过后就无法链接第二个客户端了。 { //创建一个接收客户端通信的Socket accSck = sck.Accept(); //如果监听到客户端有链接，则运行到下一部，提示，链接成功！ ShowMsg("链接成功！"); } } //消息框里面数据 void ShowMsg(string str) { string Ystr=""; if (txt_AccMsg.Text != "") { Ystr = txt_AccMsg.Text + "\r\n"; } txt_AccMsg.Text = Ystr+str; } //向客户端发送数据 private void btn_SendSingleMsg_Click(object sender, EventArgs e) { string SendMsg = txt_SendMsg.Text; if (SendMsg != "") { byte[] buffer = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(SendMsg); //将要发送的数据，生成字节数组。 accSck.Send(buffer); ShowMsg("向客户端发送了:" + SendMsg); } }
客户端代码：
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public Form1() { InitializeComponent(); TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false; } Socket clientSocket = null; Thread thread = null; //通过IP地址与端口号与服务端建立链接 private void btn_ConServer_Click(object sender, EventArgs e) { clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //这里的ip地址，端口号都是服务端绑定的相关数据。 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_Clientip.Text); IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ip, Convert.ToInt32(txt_Clientport.Text)); clientSocket.Connect(endpoint);//链接有端口号与IP地址确定服务端. //客户端在接受服务端发送过来的数据是通过Socket 中的Receive方法， //该方法会阻断线程，所以我们自己为该方法创建了一个线程 thread = new Thread(ReceMsg); thread.IsBackground = true;//设置后台线程 thread.Start(); } //接收服务端数据 public void ReceMsg() { while (true) { byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 2]; clientSocket.Receive(buffer);//接收服务端发送过来的数据 string ReceiveMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(buffer);//把接收到的字节数组转成字符串显示在文本框中。 ShowMsg("接收到数据:" + ReceiveMsg); } } //消息框里面数据 void ShowMsg(string str) { string Ystr = ""; if (txt_ClientMsg.Text != "") { Ystr = txt_ClientMsg.Text + "\r\n"; } txt_ClientMsg.Text = Ystr + str; }
启动服务端应用程序，点击启动服务监听，启动客户端应用程序，点击连接服务，然后在消息框内输入消息，点击发送。运行效果如下。
接下来做客户端向服务端发送消息：
客户端向服务端发送信息（文件，字符串），客户端接受信息———聊天程序(Socket、Thread)
1、这里我们发送不仅只有字符串还有文件。他们都是一字节数组的类型发送出去，区别字符串和文件的思想是：把字节数组的第一个值设置为0跟1，用来区分。
2、这里发送的文件接受的时候，重命名，还要为他写上后缀名。没有深入写。
3、这里客户端连接服务端的成功后，把客户端的ip端口号，写入list列表中，同时也存入Dictionary<string, Socket> socketDir集合中，便于服务端与多个客户端连接时，选择发送信息。同时也避免了，不知道发送给哪个客户端数据。
客户端代码：
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using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.Net.Sockets; using System.Net; using System.Threading; using System.IO; namespace CharClient { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false; } Socket clientSocket = null; Thread thread = null; //通过IP地址与端口号与服务端建立链接 private void btn_ConServer_Click(object sender, EventArgs e) { clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //这里的ip地址，端口号都是服务端绑定的相关数据。 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_Clientip.Text); IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ip, Convert.ToInt32(txt_Clientport.Text)); clientSocket.Connect(endpoint);//链接有端口号与IP地址确定服务端. //客户端在接受服务端发送过来的数据是通过Socket 中的Receive方法， //该方法会阻断线程，所以我们自己为该方法创建了一个线程 thread = new Thread(ReceMsg); thread.IsBackground = true;//设置后台线程 thread.Start(); } //接收服务端数据 public void ReceMsg() { while (true) { byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 2]; clientSocket.Receive(buffer);//接收服务端发送过来的数据 string ReceiveMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(buffer);//把接收到的字节数组转成字符串显示在文本框中。 ShowMsg("接收到数据:" + ReceiveMsg); } } //消息框里面数据 void ShowMsg(string str) { string Ystr = ""; if (txt_ClientMsg.Text != "") { Ystr = txt_ClientMsg.Text + "\r\n"; } txt_ClientMsg.Text = Ystr + str; } //向服务端发送消息 private void btn_ClientSendSingleMsg_Click(object sender, EventArgs e) { string txtMsg = txt_ClientSendMsg.Text; byte[] buffer = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(txtMsg); byte[] newbuffer = new byte[buffer.Length + 1];//定义一个新数组 newbuffer[0] = 0;//设置标识，表示发送的是字符串 Buffer.BlockCopy(buffer, 0, newbuffer, 1, buffer.Length);//源数组中的数据拷贝到新数组中 clientSocket.Send(newbuffer);//发送新数组中的数据 } //向服务端发送文件 private void btn_ClientSendfile_Click(object sender, EventArgs e) { using (FileStream fs = new FileStream(txt_ClientFile.Text, FileMode.Open)) { byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 2]; int readLength = fs.Read(buffer, 0, buffer.Length); byte[] newbuffer = new byte[readLength + 1];//定义一个新的数组，然后将原有数组中的数据拷贝该数组中。 newbuffer[0] = 1;//将第一单元设置为1，表示传送的是文件. //将数据有一个数组拷贝到另一个数组. //第一参数：表示源数组 //第二个：表示从源数组中的哪个位置开始拷贝 //第三个：表示目标数组。 //第四个：表示从目标数组的哪个位置开始填充. //五：表示：拷贝多少数据 Buffer.BlockCopy(buffer, 0, newbuffer, 1, readLength); clientSocket.Send(newbuffer); } } //打开文件夹，选择要发送的文件 private void Btn_see_Click(object sender, EventArgs e) { OpenFileDialog openfile = new OpenFileDialog(); if (openfile.ShowDialog() == DialogResult.OK) { txt_ClientFile.Text = openfile.FileName; } } } }
服务端代码：
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using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.Net.Sockets; using System.Net; using System.Threading; using System.IO; namespace ChatServer { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false; } Socket sck = null; Thread thread = null; //点击开启服务端监听 private void btn_StarServer_Click(object sender, EventArgs e) { //创建一个Socket实例 //第一个参数表示使用ipv4 //第二个参数表示发送的是数据流 //第三个参数表示使用的协议是Tcp协议 sck = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //获取ip地址 IPAddress ip = IPAddress.Parse(txt_ip.Text); //创建一个网络通信节点，这个通信节点包含了ip地址，跟端口号。 //这里的端口我们设置为1029，这里设置大于1024，为什么自己查一下端口号范围使用说明。 IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ip, Convert.ToInt32(txt_port.Text));//创建一个网络通信节点，该节点中包含了IP地址和端口号. //Socket绑定网路通信节点 sck.Bind(endpoint); //设置监听队列 sck.Listen(10); ShowMsg("开启监听！"); //开启一个线程，放入Socket服务监听，上一篇博文中没有介绍这样的线程实例化方法。这里特别说下这样是可以的。 Thread thread = new Thread(ConnectAccept); //设置为后台线程 thread.IsBackground = true; thread.Start(); } //消息框里面数据 void ShowMsg(string str) { string Ystr=""; if (txt_AccMsg.Text != "") { Ystr = txt_AccMsg.Text + "\r\n"; } txt_AccMsg.Text = Ystr+str; } //向客户端发送数据 private void btn_SendSingleMsg_Click(object sender, EventArgs e) { string sendMsg = this.txt_SendMsg.Text;//获取要发送到客户端的文本 byte[] buffer = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);//生成字节数组 if (!string.IsNullOrEmpty(this.lsb_Ips.Text)) { string ipendpoint = this.lsb_Ips.Text;//在服务端，选择与客户端进行通信的IP地址与端口号 socketDir[ipendpoint].Send(buffer);//向客户端发送数据 ShowMsg("向客户端发送了:" + sendMsg); } else { MessageBox.Show("请选择与哪个客户端进行通信"); } } // Socket newSoket = null;//.：不能将与客户端进行通信的Socket定义成全局的. Dictionary<string, Socket> socketDir = new Dictionary<string, Socket>();//将每一个与客户端进行通信的Socket放到该集合中. public void ConnectAccept() { while (true)//注意该循环,服务端要持续监听 { Socket newSoket = sck.Accept();//接收客户端发过来的数据，并且创建了一个新的Socket实例. socketDir.Add(newSoket.RemoteEndPoint.ToString(), newSoket);//将负责与客户端进行通信的Socket实例添加到集合中。 lsb_Ips.Items.Add(newSoket.RemoteEndPoint.ToString()); ShowMsg("客户端链接成功!"); ParameterizedThreadStart par = new ParameterizedThreadStart(RecevieMsg); Thread thread = new Thread(par);//由于服务端接收客户端发送过来的数据是通过Recevie方法，该方法会阻断线程，所以我们重新定义一个针对该方法的线程. // thread.SetApartmentState(ApartmentState.STA); thread.IsBackground = true; thread.Start(newSoket);//注意：不要忘记传递socket实例 } } //该方法负责接收从客户端发送过来的数据 public void RecevieMsg(object socket) { Socket newSocket = socket as Socket;//转成对应的Socket类型 while (true) { byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 2]; int receiveLength = -1; try //由于Socket中的Receive方法容易抛出异常，所以我们在这里要捕获异常。 { receiveLength = newSocket.Receive(buffer);//接收从客户端发送过来的数据 } catch (SocketException ex)//注意：在捕获异常时，先确定具体的异常类型。 { ShowMsg("出现了异常:" + ex.Message); socketDir.Remove(newSocket.RemoteEndPoint.ToString());//如果出现了异常，将该Socket实例从集合中移除 lsb_Ips.Items.Remove(newSocket.RemoteEndPoint.ToString()); break;//出现异常以后，终止整个循环的执行 } catch (Exception ex) { ShowMsg("出现了异常:" + ex.Message); break; } if (buffer[0] == 0)//表示字符串 { string str = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(buffer, 1, receiveLength - 1);//注意，是从下标为1的开始转成字符串，为0的是标识。 ShowMsg(str); } else if (buffer[0] == 1)//表示文件 { SaveFileDialog savafile = new SaveFileDialog(); if (savafile.ShowDialog() == DialogResult.OK) { using (FileStream fs = new FileStream(savafile.FileName, FileMode.Create)) { fs.Write(buffer, 1, receiveLength - 1);//将文件写到磁盘上，从1开始到receiveLength-1 ShowMsg("文件写成功!"); } } } } } } }
启动服务端应用程序，点击启动服务监听，可以同时启动多个客户端应用程序，都要先点击连接服务，然后在消息框内输入消息，也可以选取文件，点击发送。运行效果如下。
总结：剩余一个群发，我没写上去，相信你如果看明白了上面我所写的的话，这个群发，就so easy了。再次友情提醒一下，如果你不懂多线程，我的上一篇博客就是对他的浅解 。链接地址------->>“ 浅解多线程 ” 。
