（六十四）iOS的socket实现（C+OC混合实现）

对于微博、微信朋友圈之类的网络通信，使用JSON完全可以满足需求，但是如果要制作网络游戏，就需要建立一个持久连接，这时候就要考虑使用socket。

在iOS上实现socket大体有两种方法，一是借助自带的输入输出流和C语言socket相结合，二是利用第三方类库CocoaAsyncSocket，本文将介绍前者，在下一篇文章中介绍基于第三方类库的实现方法。

要调试socket，首先应该有一个简易的socket服务端，下面是用python写的简单服务端，功能是发送iam:name相当于登录操作，服务器会返回name has joined，发送msg:content，服务器会判断当前登录者，然后返回name:msg。

下面是server.py的源码

from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory
from twisted.internet import reactor


class IphoneChat(Protocol):
	def connectionMade(self):
		#self.transport.write("""connected""")
		self.factory.clients.append(self)
		print "clients are ", self.factory.clients
	
	def connectionLost(self, reason):
	    self.factory.clients.remove(self)
	
	def dataReceived(self, data):
	    #print "data is ", data
		a = data.split(':')
		if len(a) > 1:
			command = a[0]
			content = a[1]
			
			msg = ""
			if command == "iam":
				self.name = content
				msg = self.name + " has joined"
				
			elif command == "msg":
				msg = self.name + ": " + content
			
			print msg
						
			for c in self.factory.clients:
				c.message(msg)
				
	def message(self, message):
		self.transport.write(message + '\n')


factory = Factory()
factory.protocol = IphoneChat
factory.clients = []

reactor.listenTCP(12345, factory)
print "Iphone Chat server started"
reactor.run()

使用方法也很简单，只需要打开终端，输入python server.py即可运行服务端，运行成功后会在终端打印Iphone Chat server started.

下面介绍如何实现iOS客户端：

从上面的源码可以看到，服务端的端口号是12345，假设是在本地使用，则按如下方法进行连接：

    // 建立连接
    NSString *host = @"127.0.0.1";
    int port = 12345;
    // 注意C字符串和OC字符串桥接转换
    // 定义输入输出流
    CFReadStreamRef read_s;
    CFWriteStreamRef write_s;
    CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)host, port, &read_s, &write_s);

注意CF开头的是C语言的结构体和函数，为了和OC连接，我们需要定义OC的输入输出流：

NSInputStream *_input_s;
NSOutputStream *_output_s;

然后进行桥接转换：不要忘记设置代理，OC的输入输出流有数据时通过代理来通知。

    // 使用代理来通知连接建立是否成功，把C语言的输入输出流转化成OC对象，使用桥接转换。
    _input_s = (__bridge NSInputStream *)(read_s);
    _output_s = (__bridge NSOutputStream *)(write_s);
    _input_s.delegate = _output_s.delegate = self;

Tip：流的代理名称为NSStreamDelegate。

之后不要忘记将流加入到主运行循环，并且打开流：

    // 把输入输出流添加到主运行循环,否则代理可能不工作
    [_input_s scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [_output_s scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    // 打开输入输出流
    [_input_s open];
    [_output_s open];

在连接结束时时，不要忘记把流从主循环上移除，判断连接状态通过NSStream的代理方法：

- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode{
    
    switch (eventCode) {
        case NSStreamEventEndEncountered:{ // 连接结束
            NSLog(@"关闭输入输出流");
            [_input_s close];
            [_output_s close];
            [_input_s removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
            [_output_s removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
            break;
        }
        case NSStreamEventErrorOccurred: // 连接出错
            break;
        case NSStreamEventHasBytesAvailable: // 有字节可读
            [self readData];
            break;
        case NSStreamEventNone: // 无事件
            break;
        case NSStreamEventOpenCompleted: // 连接打开完成
            NSLog(@"打开完成");
            break;
        case NSStreamEventHasSpaceAvailable: // 可以发放字节
            break;
        default:
            break;
    }
    
}

建立连接的完整代码为：

    // 建立连接
    NSString *host = @"127.0.0.1";
    int port = 12345;
    // 注意C字符串和OC字符串桥接转换
    // 定义输入输出流
    CFReadStreamRef read_s;
    CFWriteStreamRef write_s;
    CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)host, port, &read_s, &write_s);
    
    // 使用代理来通知连接建立是否成功，把C语言的输入输出流转化成OC对象，使用桥接转换。
    _input_s = (__bridge NSInputStream *)(read_s);
    _output_s = (__bridge NSOutputStream *)(write_s);
    _input_s.delegate = _output_s.delegate = self;
    
    // 把输入输出流添加到主运行循环,否则代理可能不工作
    [_input_s scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [_output_s scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    // 打开输入输出流
    [_input_s open];
    [_output_s open];

想要发送一条消息，只需要通过OC的输出流即可，先把NSString转化为data，然后调用流的write方法，注意这里需要传两个参数，一个是缓冲区大小，一个是最大长度：data.bytes返回的是一个很大的值，而data.length返回的是实际长度，因此我们用data.bytes作为缓冲区的大小，data.length作为实际长度。

    // 发送 iam:name 表示name登录
    NSString *loginStr = @"iam:soulghost";
    // 把string转成NSData
    NSData *data = [loginStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    [_output_s write:data.bytes maxLength:data.length];

一旦我们收到数据，就会调用上面提到的代理方法，通过eventCode区分（上面用代理方法处理了连接成功和连接结束），如果eventCode为NSStreamEventHasBytesAvailable，代表有字节可读，这时候我们需要一个方法来读取输入流的内容：

    // 建立一个缓冲区，可放1024字节
    uint8_t buf[1024];
    NSInteger len = [_input_s read:buf maxLength:sizeof(buf)];
    
    // 把字节数组转化为字符串
    NSData *data = [NSData dataWithBytes:buf length:len];
    NSString *msg = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

输入流的内容会存到unsigned char数组内，uint8_t即unsigned char，我们定义1024字节的缓冲区，接收从输入流中读到的数据，然后用它来初始化一个data，转为字符串后处理。