[转]在C#中使用异步Socket编程实现TCP网络服务的C/S的通讯构架(一)
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标题：在C#中使用异步Socket编程实现TCP网络服务的C/S的通讯构架(一)----基础类库部分
当看到.NET中TcpListener和TcpClient的时候,我非常高兴,那就是我想要的通讯模式
但是使用之后发现它们的力量太单薄了,我们需要一个更好的类库来替代它们.
下面提供了一些类,可以很好的完成Tcp的C/S通讯模式.在本文的第二部分,我将为大家介绍怎么使用它们
主要通过事件来现实整个的功能:
服务器的事件包括:
服务器满
新客户端连接
客户端关闭
接收到数据
客户端使用的事件包括:
已连接服务器
接收到数据
连接关闭
另外为了灵活的处理需求变化,还提供了编码器和报文解析器的实现方法.
注意:该类库没有经过严格的测试,如出现Bug,请发送给我,我会觉得你的整个行为是对我的鼓励和支持.
*/
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/// <summary>
/// (C)2003-2005 C2217 Studio
/// 保留所有权利
///
/// 文件名称: TcpCSFramework.cs
/// 文件ID:
/// 编程语言: C#
/// 文件说明: 提供TCP网络服务的C/S的通讯构架基础类
/// (使用异步Socket编程实现)
///
/// 当前版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 作者: 邓杨均
/// EMail: dyj057@gmail.com
/// 创建日期: 2005-3-9
/// 最后修改日期: 2005-3-17
///
/// 历史修改记录:
///
/// 时间: 2005-3-14
/// 修改内容:
/// 1.创建Ibms.Net.TcpCSFramework命名空间和添加Session对象.
/// 2.修改NetEventArgs类,以适应新添加对象.
/// 3.添加了会话退出类型,更适合实际的情况.
/// 注意:
/// * 强制退出类型是应用程序直接结束,比如通过任务管理器结束
/// 程序或者程序异常退出等,没有执行正常的退出方法而产生的.
/// * 正常的退出类型是应用程序执行正常的退出的方法关键在于
/// 需要调用Socket.Shutdown( SocketShutdown.Both )后才调用
/// Socket.Close()方法,而不是直接的调用Socket.Close()方法,
/// 如果那样调用将产生强制退出类型.
///
/// 时间: 2005-3-16
/// 修改内容:
/// 1.创建TcpCli,Coder,DatagramResover对象,把抽象和实现部分分离
/// 2.文件版本修改为1.1,1.0版本仍然保留,更名为:
/// TcpCSFramework_v1.0.cs
/// 3.在TcpServer中修改自定义的hashtable为系统Hashtable类型
///
/// </summary>
using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
using System.Collections;
namespace Ibms.Net.TcpCSFramework
{
/// <summary>
/// 网络通讯事件模型委托
/// </summary>
public delegate void NetEvent(object sender, NetEventArgs e);
/// <summary>
/// 提供TCP连接服务的服务器类
///
/// 版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 特点:
/// 1.使用hash表保存所有已连接客户端的状态，收到数据时能实现快速查找.每当
/// 有一个新的客户端连接就会产生一个新的会话(Session).该Session代表了客
/// 户端对象.
/// 2.使用异步的Socket事件作为基础，完成网络通讯功能.
/// 3.支持带标记的数据报文格式的识别,以完成大数据报文的传输和适应恶劣的网
/// 络环境.初步规定该类支持的最大数据报文为640K(即一个数据包的大小不能大于
/// 640K,否则服务器程序会自动删除报文数据,认为是非法数据),防止因为数据报文
/// 无限制的增长而倒是服务器崩溃
/// 4.通讯格式默认使用Encoding.Default格式这样就可以和以前32位程序的客户端
/// 通讯.也可以使用U-16和U-8的的通讯方式进行.可以在该DatagramResolver类的
/// 继承类中重载编码和解码函数,自定义加密格式进行通讯.总之确保客户端与服务
/// 器端使用相同的通讯格式
/// 5.使用C# native code,将来出于效率的考虑可以将C++代码写成的32位dll来代替
/// C#核心代码, 但这样做缺乏可移植性,而且是Unsafe代码(该类的C++代码也存在)
/// 6.可以限制服务器的最大登陆客户端数目
/// 7.比使用TcpListener提供更加精细的控制和更加强大异步数据传输的功能,可作为
/// TcpListener的替代类
/// 8.使用异步通讯模式,完全不用担心通讯阻塞和线程问题,无须考虑通讯的细节
///
/// 注意:
/// 1.部分的代码由Rational XDE生成,可能与编码规范不符
///
/// 原理:
///
///
/// 使用用法:
///
/// 例子:
///
/// </summary>
public class TcpSvr
{
#region 定义字段
/// <summary>
/// 默认的服务器最大连接客户端端数据
/// </summary>
public const int DefaultMaxClient=100;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区大小64K
/// </summary>
public const int DefaultBufferSize = 64*1024;
/// <summary>
/// 最大数据报文大小
/// </summary>
public const int MaxDatagramSize = 640*1024;
/// <summary>
/// 报文解析器
/// </summary>
private DatagramResolver _resolver;
/// <summary>
/// 通讯格式编码解码器
/// </summary>
private Coder _coder;
/// <summary>
/// 服务器程序使用的端口
/// </summary>
private ushort _port;
/// <summary>
/// 服务器程序允许的最大客户端连接数
/// </summary>
private ushort _maxClient;
/// <summary>
/// 服务器的运行状态
/// </summary>
private bool _isRun;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区
/// </summary>
private byte[] _recvDataBuffer;
/// <summary>
/// 服务器使用的异步Socket类,
/// </summary>
private Socket _svrSock;
/// <summary>
/// 保存所有客户端会话的哈希表
/// </summary>
private Hashtable _sessionTable;
/// <summary>
/// 当前的连接的客户端数
/// </summary>
private ushort _clientCount;
#endregion
#region 事件定义
/// <summary>
/// 客户端建立连接事件
/// </summary>
public event NetEvent ClientConn;
/// <summary>
/// 客户端关闭事件
/// </summary>
public event NetEvent ClientClose;
/// <summary>
/// 服务器已经满事件
/// </summary>
public event NetEvent ServerFull;
/// <summary>
/// 服务器接收到数据事件
/// </summary>
public event NetEvent RecvData;
#endregion
#region 构造函数
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
/// <param name="maxClient">服务器能容纳客户端的最大能力</param>
/// <param name="encodingMothord">通讯的编码方式</param>
public TcpSvr( ushort port,ushort maxClient, Coder coder)
{
_port = port;
_maxClient = maxClient;
_coder = coder;
}
/// <summary>
/// 构造函数(默认使用Default编码方式)
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
/// <param name="maxClient">服务器能容纳客户端的最大能力</param>
public TcpSvr( ushort port,ushort maxClient)
{
_port = port;
_maxClient = maxClient;
_coder = new Coder(Coder.EncodingMothord.Default);
}
// <summary>
/// 构造函数(默认使用Default编码方式和DefaultMaxClient(100)个客户端的容量)
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
public TcpSvr( ushort port):this( port, DefaultMaxClient)
{
}
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 服务器的Socket对象
/// </summary>
public Socket ServerSocket
{
get
{
return _svrSock;
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器
/// </summary>
public DatagramResolver Resovlver
{
get
{
return _resolver;
}
set
{
_resolver = value;
}
}
/// <summary>
/// 客户端会话数组,保存所有的客户端,不允许对该数组的内容进行修改
/// </summary>
public Hashtable SessionTable
{
get
{
return _sessionTable;
}
}
/// <summary>
/// 服务器可以容纳客户端的最大能力
/// </summary>
public int Capacity
{
get
{
return _maxClient;
}
}
/// <summary>
/// 当前的客户端连接数
/// </summary>
public int SessionCount
{
get
{
return _clientCount;
}
}
/// <summary>
/// 服务器运行状态
/// </summary>
public bool IsRun
{
get
{
return _isRun;
}
}
#endregion
#region 公有方法
/// <summary>
/// 启动服务器程序,开始监听客户端请求
/// </summary>
public virtual void Start()
{
if( _isRun )
{
throw (new ApplicationException("TcpSvr已经在运行."));
}
_sessionTable = new Hashtable(53);
_recvDataBuffer = new byte[DefaultBufferSize];
//初始化socket
_svrSock = new Socket( AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp );
//绑定端口
IPEndPoint iep = new IPEndPoint( IPAddress.Any, _port);
_svrSock.Bind(iep);
//开始监听
_svrSock.Listen(5);
//设置异步方法接受客户端连接
_svrSock.BeginAccept(new AsyncCallback( AcceptConn ), _svrSock);
_isRun = true;
}
/// <summary>
/// 停止服务器程序,所有与客户端的连接将关闭
/// </summary>
public virtual void Stop()
{
if( !_isRun )
{
throw (new ApplicationException("TcpSvr已经停止"));
}
//这个条件语句，一定要在关闭所有客户端以前调用
//否则在EndConn会出现错误
_isRun = false;
//关闭数据连接,负责客户端会认为是强制关闭连接
if( _svrSock.Connected )
{
_svrSock.Shutdown( SocketShutdown.Both );
}
CloseAllClient();
//清理资源
_svrSock.Close();
_sessionTable = null;
}
/// <summary>
/// 关闭所有的客户端会话,与所有的客户端连接会断开
/// </summary>
public virtual void CloseAllClient()
{
foreach(Session client in _sessionTable.Values)
{
client.Close();
}
_sessionTable.Clear();
}
/// <summary>
/// 关闭一个与客户端之间的会话
/// </summary>
/// <param name="closeClient">需要关闭的客户端会话对象</param>
public virtual void CloseSession(Session closeClient)
{
Debug.Assert( closeClient !=null);
if( closeClient !=null )
{
closeClient.Datagram =null;
_sessionTable.Remove(closeClient.ID);
_clientCount--;
//客户端强制关闭链接
if( ClientClose != null )
{
ClientClose(this, new NetEventArgs( closeClient ));
}
closeClient.Close();
}
}
/// <summary>
/// 发送数据
/// </summary>
/// <param name="recvDataClient">接收数据的客户端会话</param>
/// <param name="datagram">数据报文</param>
public virtual void Send( Session recvDataClient, string datagram )
{
//获得数据编码
byte [] data = _coder.GetEncodingBytes(datagram);
recvDataClient.ClientSocket.BeginSend( data, 0, data.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback( SendDataEnd ), recvDataClient.ClientSocket );
}
#endregion
#region 受保护方法
/// <summary>
/// 关闭一个客户端Socket,首先需要关闭Session
/// </summary>
/// <param name="client">目标Socket对象</param>
/// <param name="exitType">客户端退出的类型</param>
protected virtual void CloseClient( Socket client, Session.ExitType exitType)
{
Debug.Assert ( client !=null);
//查找该客户端是否存在,如果不存在,抛出异常
Session closeClient = FindSession(client);
closeClient.TypeOfExit = exitType;
if(closeClient!=null)
{
CloseSession(closeClient);
}
else
{
throw( new ApplicationException("需要关闭的Socket对象不存在"));
}
}
/// <summary>
/// 客户端连接处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">欲建立服务器连接的Socket对象</param>
protected virtual void AcceptConn(IAsyncResult iar)
{
//如果服务器停止了服务,就不能再接收新的客户端
if( !_isRun)
{
return;
}
//接受一个客户端的连接请求
Socket oldserver = ( Socket ) iar.AsyncState;
Socket client = oldserver.EndAccept(iar);
//检查是否达到最大的允许的客户端数目
if( _clientCount == _maxClient )
{
//服务器已满,发出通知
if( ServerFull != null )
{
ServerFull(this, new NetEventArgs( new Session(client)));
}
}
else
{
Session newSession = new Session( client );
_sessionTable.Add(newSession.ID, newSession);
//客户端引用计数+1
_clientCount ++;
//开始接受来自该客户端的数据
client.BeginReceive( _recvDataBuffer,0 , _recvDataBuffer.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(ReceiveData), client);
//新的客户段连接,发出通知
if( ClientConn != null )
{
ClientConn(this, new NetEventArgs(newSession ) );
}
}
//继续接受客户端
_svrSock.BeginAccept(new AsyncCallback( AcceptConn ), _svrSock);
}
/// <summary>
/// 通过Socket对象查找Session对象
/// </summary>
/// <param name="client"></param>
/// <returns>找到的Session对象,如果为null,说明并不存在该回话</returns>
private Session FindSession( Socket client )
{
SessionId id = new SessionId((int)client.Handle);
return (Session)_sessionTable[id];
}
/// <summary>
/// 接受数据完成处理函数，异步的特性就体现在这个函数中，
/// 收到数据后，会自动解析为字符串报文
/// </summary>
/// <param name="iar">目标客户端Socket</param>
protected virtual void ReceiveData(IAsyncResult iar)
{
Socket client = (Socket)iar.AsyncState;
try
{
//如果两次开始了异步的接收,所以当客户端退出的时候
//会两次执行EndReceive
int recv = client.EndReceive(iar);
if( recv == 0 )
{
//正常的关闭
CloseClient(client, Session.ExitType.NormalExit);
return;
}
string receivedData = _coder.GetEncodingString( _recvDataBuffer, recv );
//发布收到数据的事件
if(RecvData!=null)
{
Session sendDataSession= FindSession(client);
Debug.Assert( sendDataSession!=null );
//如果定义了报文的尾标记,需要处理报文的多种情况
if(_resolver != null)
{
if( sendDataSession.Datagram !=null &&
sendDataSession.Datagram.Length !=0)
{
//加上最后一次通讯剩余的报文片断
receivedData= sendDataSession.Datagram + receivedData ;
}
string [] recvDatagrams = _resolver.Resolve(ref receivedData);
foreach(string newDatagram in recvDatagrams)
{
//深拷贝,为了保持Datagram的对立性
ICloneable copySession = (ICloneable)sendDataSession;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = newDatagram;
//发布一个报文消息
RecvData(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
//剩余的代码片断,下次接收的时候使用
sendDataSession.Datagram = receivedData;
if( sendDataSession.Datagram.Length > MaxDatagramSize )
{
sendDataSession.Datagram = null;
}
}
//没有定义报文的尾标记,直接交给消息订阅者使用
else
{
ICloneable copySession = (ICloneable)sendDataSession;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = receivedData;
RecvData(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
}//end of if(RecvData!=null)
//继续接收来自来客户端的数据
client.BeginReceive( _recvDataBuffer, 0, _recvDataBuffer.Length , SocketFlags.None,
new AsyncCallback( ReceiveData ), client);
}
catch(SocketException ex)
{
//客户端退出
if( 10054 == ex.ErrorCode )
{
//客户端强制关闭
CloseClient(client, Session.ExitType.ExceptionExit);
}
}
catch(ObjectDisposedException ex)
{
//这里的实现不够优雅
//当调用CloseSession()时,会结束数据接收,但是数据接收
//处理中会调用int recv = client.EndReceive(iar);
//就访问了CloseSession()已经处置的对象
//我想这样的实现方法也是无伤大雅的.
if(ex!=null)
{
ex=null;
//DoNothing;
}
}
}
/// <summary>
/// 发送数据完成处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">目标客户端Socket</param>
protected virtual void SendDataEnd(IAsyncResult iar)
{
Socket client = (Socket)iar.AsyncState;
int sent = client.EndSend(iar);
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 提供Tcp网络连接服务的客户端类
///
/// 版本: 1.0
/// 替换版本:
///
/// 特征:
/// 原理:
/// 1.使用异步Socket通讯与服务器按照一定的通讯格式通讯,请注意与服务器的通
/// 讯格式一定要一致,否则可能造成服务器程序崩溃,整个问题没有克服,怎么从byte[]
/// 判断它的编码格式
/// 2.支持带标记的数据报文格式的识别,以完成大数据报文的传输和适应恶劣的网
/// 络环境.
/// 用法:
/// 注意:
/// </summary>
public class TcpCli
{
#region 字段
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话类
/// </summary>
private Session _session;
/// <summary>
/// 客户端是否已经连接服务器
/// </summary>
private bool _isConnected = false;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区大小64K
/// </summary>
public const int DefaultBufferSize = 64*1024;
/// <summary>
/// 报文解析器
/// </summary>
private DatagramResolver _resolver;
/// <summary>
/// 通讯格式编码解码器
/// </summary>
private Coder _coder;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区
/// </summary>
private byte[] _recvDataBuffer = new byte[DefaultBufferSize];
#endregion
#region 事件定义
//需要订阅事件才能收到事件的通知，如果订阅者退出，必须取消订阅
/// <summary>
/// 已经连接服务器事件
/// </summary>
public event NetEvent ConnectedServer;
/// <summary>
/// 接收到数据报文事件
/// </summary>
public event NetEvent ReceivedDatagram;
/// <summary>
/// 连接断开事件
/// </summary>
public event NetEvent DisConnectedServer;
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 返回客户端与服务器之间的会话对象
/// </summary>
public Session ClientSession
{
get
{
return _session;
}
}
/// <summary>
/// 返回客户端与服务器之间的连接状态
/// </summary>
public bool IsConnected
{
get
{
return _isConnected;
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器
/// </summary>
public DatagramResolver Resovlver
{
get
{
return _resolver;
}
set
{
_resolver = value;
}
}
/// <summary>
/// 编码解码器
/// </summary>
public Coder ServerCoder
{
get
{
return _coder;
}
}
#endregion
#region 公有方法
/// <summary>
/// 默认构造函数,使用默认的编码格式
/// </summary>
public TcpCli()
{
_coder = new Coder( Coder.EncodingMothord.Default );
}
/// <summary>
/// 构造函数,使用一个特定的编码器来初始化
/// </summary>
/// <param name="_coder">报文编码器</param>
public TcpCli( Coder coder )
{
_coder = coder;
}
/// <summary>
/// 连接服务器
/// </summary>
/// <param name="ip">服务器IP地址</param>
/// <param name="port">服务器端口</param>
public virtual void Connect( string ip, int port)
{
if(IsConnected)
{
//重新连接
Debug.Assert( _session !=null);
Close();
}
Socket newsock= new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPEndPoint iep = new IPEndPoint( IPAddress.Parse(ip), port);
newsock.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connected), newsock);
}
/// <summary>
/// 发送数据报文
/// </summary>
/// <param name="datagram"></param>
public virtual void Send( string datagram)
{
if(datagram.Length ==0 )
{
return;
}
if( !_isConnected )
{
throw (new ApplicationException("没有连接服务器，不能发送数据") );
}
//获得报文的编码字节
byte [] data = _coder.GetEncodingBytes(datagram);
_session.ClientSocket.BeginSend( data, 0, data.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback( SendDataEnd ), _session.ClientSocket);
}
/// <summary>
/// 关闭连接
/// </summary>
public virtual void Close()
{
if(!_isConnected)
{
return;
}
_session.Close();
_session = null;
_isConnected = false;
}
#endregion
#region 受保护方法
/// <summary>
/// 数据发送完成处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar"></param>
protected virtual void SendDataEnd(IAsyncResult iar)
{
Socket remote = (Socket)iar.AsyncState;
int sent = remote.EndSend(iar);
Debug.Assert(sent !=0);
}
/// <summary>
/// 建立Tcp连接后处理过程
/// </summary>
/// <param name="iar">异步Socket</param>
protected virtual void Connected(IAsyncResult iar)
{
Socket socket = (Socket)iar.AsyncState;
socket.EndConnect(iar);
//创建新的会话
_session = new Session(socket);
_isConnected = true;
//触发连接建立事件
if(ConnectedServer != null)
{
ConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
//建立连接后应该立即接收数据
_session.ClientSocket.BeginReceive(_recvDataBuffer, 0,
DefaultBufferSize, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(RecvData), socket);
}
/// <summary>
/// 数据接收处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">异步Socket</param>
protected virtual void RecvData(IAsyncResult iar)
{
Socket remote = (Socket)iar.AsyncState;
try
{
int recv = remote.EndReceive(iar);
//正常的退出
if(recv ==0 )
{
_session.TypeOfExit = Session.ExitType.NormalExit;
if(DisConnectedServer!=null)
{
DisConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
return;
}
string receivedData = _coder.GetEncodingString( _recvDataBuffer,recv );
//通过事件发布收到的报文
if(ReceivedDatagram != null)
{
//通过报文解析器分析出报文
//如果定义了报文的尾标记,需要处理报文的多种情况
if(_resolver != null)
{
if( _session.Datagram !=null &&
_session.Datagram.Length !=0)
{
//加上最后一次通讯剩余的报文片断
receivedData= _session.Datagram + receivedData ;
}
string [] recvDatagrams = _resolver.Resolve(ref receivedData);
foreach(string newDatagram in recvDatagrams)
{
//Need Deep Copy.因为需要保证多个不同报文独立存在
ICloneable copySession = (ICloneable)_session;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = newDatagram;
//发布一个报文消息
ReceivedDatagram(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
//剩余的代码片断,下次接收的时候使用
_session.Datagram = receivedData;
}
//没有定义报文的尾标记,直接交给消息订阅者使用
else
{
ICloneable copySession = (ICloneable)_session;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = receivedData;
ReceivedDatagram( this, new NetEventArgs( clientSession ));
}
}//end of if(ReceivedDatagram != null)
//继续接收数据
_session.ClientSocket.BeginReceive(_recvDataBuffer, 0, DefaultBufferSize, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(RecvData), _session.ClientSocket);
}
catch(SocketException ex)
{
//客户端退出
if( 10054 == ex.ErrorCode )
{
//服务器强制的关闭连接，强制退出
_session.TypeOfExit = Session.ExitType.ExceptionExit;
if(DisConnectedServer!=null)
{
DisConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
}
else
{
throw( ex );
}
}
catch(ObjectDisposedException ex)
{
//这里的实现不够优雅
//当调用CloseSession()时,会结束数据接收,但是数据接收
//处理中会调用int recv = client.EndReceive(iar);
//就访问了CloseSession()已经处置的对象
//我想这样的实现方法也是无伤大雅的.
if(ex!=null)
{
ex =null;
//DoNothing;
}
}
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 通讯编码格式提供者,为通讯服务提供编码和解码服务
/// 你可以在继承类中定制自己的编码方式如:数据加密传输等
/// </summary>
public class Coder
{
/// <summary>
/// 编码方式
/// </summary>
private EncodingMothord _encodingMothord;
protected Coder()
{
}
public Coder(EncodingMothord encodingMothord)
{
_encodingMothord = encodingMothord;
}
public enum EncodingMothord
{
Default =0,
Unicode,
UTF8,
ASCII,
}
/// <summary>
/// 通讯数据解码
/// </summary>
/// <param name="dataBytes">需要解码的数据</param>
/// <returns>编码后的数据</returns>
public virtual string GetEncodingString( byte [] dataBytes,int size)
{
switch( _encodingMothord )
{
case EncodingMothord.Default:
{
return Encoding.Default.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.Unicode:
{
return Encoding.Unicode.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.UTF8:
{
return Encoding.UTF8.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.ASCII:
{
return Encoding.ASCII.GetString(dataBytes,0,size);
}
default:
{
throw( new Exception("未定义的编码格式"));
}
}
}
/// <summary>
/// 数据编码
/// </summary>
/// <param name="datagram">需要编码的报文</param>
/// <returns>编码后的数据</returns>
public virtual byte[] GetEncodingBytes(string datagram)
{
switch( _encodingMothord)
{
case EncodingMothord.Default:
{
return Encoding.Default.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.Unicode:
{
return Encoding.Unicode.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.UTF8:
{
return Encoding.UTF8.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.ASCII:
{
return Encoding.ASCII.GetBytes(datagram);
}
default:
{
throw( new Exception("未定义的编码格式"));
}
}
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器,通过分析接收到的原始数据,得到完整的数据报文.
/// 继承该类可以实现自己的报文解析方法.
/// 通常的报文识别方法包括:固定长度,长度标记,标记符等方法
/// 本类的现实的是标记符的方法,你可以在继承类中实现其他的方法
/// </summary>
public class DatagramResolver
{
/// <summary>
/// 报文结束标记
/// </summary>
private string endTag;
/// <summary>
/// 返回结束标记
/// </summary>
string EndTag
{
get
{
return endTag;
}
}
/// <summary>
/// 受保护的默认构造函数,提供给继承类使用
/// </summary>
protected DatagramResolver()
{
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="endTag">报文结束标记</param>
public DatagramResolver(string endTag)
{
if(endTag == null)
{
throw (new ArgumentNullException("结束标记不能为null"));
}
if(endTag == "")
{
throw (new ArgumentException("结束标记符号不能为空字符串"));
}
this.endTag = endTag;
}
/// <summary>
/// 解析报文
/// </summary>
/// <param name="rawDatagram">原始数据,返回未使用的报文片断,
/// 该片断会保存在Session的Datagram对象中</param>
/// <returns>报文数组,原始数据可能包含多个报文</returns>
public virtual string [] Resolve(ref string rawDatagram)
{
ArrayList datagrams = new ArrayList();
//末尾标记位置索引
int tagIndex =-1;
while(true)
{
tagIndex = rawDatagram.IndexOf(endTag,tagIndex+1);
if( tagIndex == -1 )
{
break;
}
else
{
//按照末尾标记把字符串分为左右两个部分
string newDatagram = rawDatagram.Substring(
0, tagIndex+endTag.Length);
datagrams.Add(newDatagram);
if(tagIndex+endTag.Length >= rawDatagram.Length)
{
rawDatagram="";
break;
}
rawDatagram = rawDatagram.Substring(tagIndex+endTag.Length,
rawDatagram.Length - newDatagram.Length);
//从开始位置开始查找
tagIndex=0;
}
}
string [] results= new string[datagrams.Count];
datagrams.CopyTo(results);
return results;
}
}
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话类
///
/// 版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 说明:
/// 会话类包含远程通讯端的状态,这些状态包括Socket,报文内容,
/// 客户端退出的类型(正常关闭,强制退出两种类型)
/// </summary>
public class Session:ICloneable
{
#region 字段
/// <summary>
/// 会话ID
/// </summary>
private SessionId _id;
/// <summary>
/// 客户端发送到服务器的报文
/// 注意:在有些情况下报文可能只是报文的片断而不完整
/// </summary>
private string _datagram;
/// <summary>
/// 客户端的Socket
/// </summary>
private Socket _cliSock;
/// <summary>
/// 客户端的退出类型
/// </summary>
private ExitType _exitType;
/// <summary>
/// 退出类型枚举
/// </summary>
public enum ExitType
{
NormalExit ,
ExceptionExit
};
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 返回会话的ID
/// </summary>
public SessionId ID
{
get
{
return _id;
}
}
/// <summary>
/// 存取会话的报文
/// </summary>
public string Datagram
{
get
{
return _datagram;
}
set
{
_datagram = value;
}
}
/// <summary>
/// 获得与客户端会话关联的Socket对象
/// </summary>
public Socket ClientSocket
{
get
{
return _cliSock;
}
}
/// <summary>
/// 存取客户端的退出方式
/// </summary>
public ExitType TypeOfExit
{
get
{
return _exitType;
}
set
{
_exitType = value;
}
}
#endregion
#region 方法
/// <summary>
/// 使用Socket对象的Handle值作为HashCode,它具有良好的线性特征.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override int GetHashCode()
{
return (int)_cliSock.Handle;
}
/// <summary>
/// 返回两个Session是否代表同一个客户端
/// </summary>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public override bool Equals(object obj)
{
Session rightObj = (Session)obj;
return (int)_cliSock.Handle == (int)rightObj.ClientSocket.Handle;
}
/// <summary>
/// 重载ToString()方法,返回Session对象的特征
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override string ToString()
{
string result = string.Format("Session:{0},IP:{1}",
_id,_cliSock.RemoteEndPoint.ToString());
//result.C
return result;
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="cliSock">会话使用的Socket连接</param>
public Session( Socket cliSock)
{
Debug.Assert( cliSock !=null );
_cliSock = cliSock;
_id = new SessionId( (int)cliSock.Handle);
}
/// <summary>
/// 关闭会话
/// </summary>
public void Close()
{
Debug.Assert( _cliSock !=null );
//关闭数据的接受和发送
_cliSock.Shutdown( SocketShutdown.Both );
//清理资源
_cliSock.Close();
}
#endregion
#region ICloneable 成员
object System.ICloneable.Clone()
{
Session newSession = new Session(_cliSock);
newSession.Datagram = _datagram;
newSession.TypeOfExit = _exitType;
return newSession;
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 唯一的标志一个Session,辅助Session对象在Hash表中完成特定功能
/// </summary>
public class SessionId
{
/// <summary>
/// 与Session对象的Socket对象的Handle值相同,必须用这个值来初始化它
/// </summary>
private int _id;
/// <summary>
/// 返回ID值
/// </summary>
public int ID
{
get
{
return _id;
}
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="id">Socket的Handle值</param>
public SessionId(int id)
{
_id = id;
}
/// <summary>
/// 重载.为了符合Hashtable键值特征
/// </summary>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public override bool Equals(object obj)
{
if(obj != null )
{
SessionId right = (SessionId) obj;
return _id == right._id;
}
else if(this == null)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
/// <summary>
/// 重载.为了符合Hashtable键值特征
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override int GetHashCode()
{
return _id;
}
/// <summary>
/// 重载,为了方便显示输出
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override string ToString()
{
return _id.ToString ();
}
}
/// <summary>
/// 服务器程序的事件参数,包含了激发该事件的会话对象
/// </summary>
public class NetEventArgs:EventArgs
{
#region 字段
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话
/// </summary>
private Session _client;
#endregion
#region 构造函数
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="client">客户端会话</param>
public NetEventArgs(Session client)
{
if( null == client)
{
throw(new ArgumentNullException());
}
_client = client;
}
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 获得激发该事件的会话对象
/// </summary>
public Session Client
{
get
{
return _client;
}
}
#endregion
}
}
/*
标题：在C#中使用异步Socket编程实现TCP网络服务的C/S的通讯构架(一)----基础类库部分
当看到.NET中TcpListener和TcpClient的时候,我非常高兴,那就是我想要的通讯模式
但是使用之后发现它们的力量太单薄了,我们需要一个更好的类库来替代它们.
下面提供了一些类,可以很好的完成Tcp的C/S通讯模式.在本文的第二部分,我将为大家介绍怎么使用它们
主要通过事件来现实整个的功能:
服务器的事件包括:
服务器满
新客户端连接
客户端关闭
接收到数据
客户端使用的事件包括:
已连接服务器
接收到数据
连接关闭
另外为了灵活的处理需求变化,还提供了编码器和报文解析器的实现方法.
注意:该类库没有经过严格的测试,如出现Bug,请发送给我,我会觉得你的整个行为是对我的鼓励和支持.
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// <summary>
/// (C)2003-2005 C2217 Studio
/// 保留所有权利
///
/// 文件名称: TcpCSFramework.cs
/// 文件ID:
/// 编程语言: C#
/// 文件说明: 提供TCP网络服务的C/S的通讯构架基础类
/// (使用异步Socket编程实现)
///
/// 当前版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 作者: 邓杨均
/// EMail: dyj057@gmail.com
/// 创建日期: 2005-3-9
/// 最后修改日期: 2005-3-17
///
/// 历史修改记录:
///
/// 时间: 2005-3-14
/// 修改内容:
/// 1.创建Ibms.Net.TcpCSFramework命名空间和添加Session对象.
/// 2.修改NetEventArgs类,以适应新添加对象.
/// 3.添加了会话退出类型,更适合实际的情况.
/// 注意:
/// * 强制退出类型是应用程序直接结束,比如通过任务管理器结束
/// 程序或者程序异常退出等,没有执行正常的退出方法而产生的.
/// * 正常的退出类型是应用程序执行正常的退出的方法关键在于
/// 需要调用Socket.Shutdown( SocketShutdown.Both )后才调用
/// Socket.Close()方法,而不是直接的调用Socket.Close()方法,
/// 如果那样调用将产生强制退出类型.
///
/// 时间: 2005-3-16
/// 修改内容:
/// 1.创建TcpCli,Coder,DatagramResover对象,把抽象和实现部分分离
/// 2.文件版本修改为1.1,1.0版本仍然保留,更名为:
/// TcpCSFramework_v1.0.cs
/// 3.在TcpServer中修改自定义的hashtable为系统Hashtable类型
///
/// </summary>
using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
using System.Collections;
namespace Ibms.Net.TcpCSFramework
{
/// <summary>
/// 网络通讯事件模型委托
/// </summary>
public delegate void NetEvent(object sender, NetEventArgs e);
/// <summary>
/// 提供TCP连接服务的服务器类
///
/// 版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 特点:
/// 1.使用hash表保存所有已连接客户端的状态，收到数据时能实现快速查找.每当
/// 有一个新的客户端连接就会产生一个新的会话(Session).该Session代表了客
/// 户端对象.
/// 2.使用异步的Socket事件作为基础，完成网络通讯功能.
/// 3.支持带标记的数据报文格式的识别,以完成大数据报文的传输和适应恶劣的网
/// 络环境.初步规定该类支持的最大数据报文为640K(即一个数据包的大小不能大于
/// 640K,否则服务器程序会自动删除报文数据,认为是非法数据),防止因为数据报文
/// 无限制的增长而倒是服务器崩溃
/// 4.通讯格式默认使用Encoding.Default格式这样就可以和以前32位程序的客户端
/// 通讯.也可以使用U-16和U-8的的通讯方式进行.可以在该DatagramResolver类的
/// 继承类中重载编码和解码函数,自定义加密格式进行通讯.总之确保客户端与服务
/// 器端使用相同的通讯格式
/// 5.使用C# native code,将来出于效率的考虑可以将C++代码写成的32位dll来代替
/// C#核心代码, 但这样做缺乏可移植性,而且是Unsafe代码(该类的C++代码也存在)
/// 6.可以限制服务器的最大登陆客户端数目
/// 7.比使用TcpListener提供更加精细的控制和更加强大异步数据传输的功能,可作为
/// TcpListener的替代类
/// 8.使用异步通讯模式,完全不用担心通讯阻塞和线程问题,无须考虑通讯的细节
///
/// 注意:
/// 1.部分的代码由Rational XDE生成,可能与编码规范不符
///
/// 原理:
///
///
/// 使用用法:
///
/// 例子:
///
/// </summary>
public class TcpSvr
{
#region 定义字段
/// <summary>
/// 默认的服务器最大连接客户端端数据
/// </summary>
public const int DefaultMaxClient=100;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区大小64K
/// </summary>
public const int DefaultBufferSize = 64*1024;
/// <summary>
/// 最大数据报文大小
/// </summary>
public const int MaxDatagramSize = 640*1024;
/// <summary>
/// 报文解析器
/// </summary>
private DatagramResolver _resolver;
/// <summary>
/// 通讯格式编码解码器
/// </summary>
private Coder _coder;
/// <summary>
/// 服务器程序使用的端口
/// </summary>
private ushort _port;
/// <summary>
/// 服务器程序允许的最大客户端连接数
/// </summary>
private ushort _maxClient;
/// <summary>
/// 服务器的运行状态
/// </summary>
private bool _isRun;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区
/// </summary>
private byte[] _recvDataBuffer;
/// <summary>
/// 服务器使用的异步Socket类,
/// </summary>
private Socket _svrSock;
/// <summary>
/// 保存所有客户端会话的哈希表
/// </summary>
private Hashtable _sessionTable;
/// <summary>
/// 当前的连接的客户端数
/// </summary>
private ushort _clientCount;
#endregion
#region 事件定义
/// <summary>
/// 客户端建立连接事件
/// </summary>
public event NetEvent ClientConn;
/// <summary>
/// 客户端关闭事件
/// </summary>
public event NetEvent ClientClose;
/// <summary>
/// 服务器已经满事件
/// </summary>
public event NetEvent ServerFull;
/// <summary>
/// 服务器接收到数据事件
/// </summary>
public event NetEvent RecvData;
#endregion
#region 构造函数
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
/// <param name="maxClient">服务器能容纳客户端的最大能力</param>
/// <param name="encodingMothord">通讯的编码方式</param>
public TcpSvr( ushort port,ushort maxClient, Coder coder)
{
_port = port;
_maxClient = maxClient;
_coder = coder;
}
/// <summary>
/// 构造函数(默认使用Default编码方式)
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
/// <param name="maxClient">服务器能容纳客户端的最大能力</param>
public TcpSvr( ushort port,ushort maxClient)
{
_port = port;
_maxClient = maxClient;
_coder = new Coder(Coder.EncodingMothord.Default);
}
// <summary>
/// 构造函数(默认使用Default编码方式和DefaultMaxClient(100)个客户端的容量)
/// </summary>
/// <param name="port">服务器端监听的端口号</param>
public TcpSvr( ushort port):this( port, DefaultMaxClient)
{
}
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 服务器的Socket对象
/// </summary>
public Socket ServerSocket
{
get
{
return _svrSock;
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器
/// </summary>
public DatagramResolver Resovlver
{
get
{
return _resolver;
}
set
{
_resolver = value;
}
}
/// <summary>
/// 客户端会话数组,保存所有的客户端,不允许对该数组的内容进行修改
/// </summary>
public Hashtable SessionTable
{
get
{
return _sessionTable;
}
}
/// <summary>
/// 服务器可以容纳客户端的最大能力
/// </summary>
public int Capacity
{
get
{
return _maxClient;
}
}
/// <summary>
/// 当前的客户端连接数
/// </summary>
public int SessionCount
{
get
{
return _clientCount;
}
}
/// <summary>
/// 服务器运行状态
/// </summary>
public bool IsRun
{
get
{
return _isRun;
}
}
#endregion
#region 公有方法
/// <summary>
/// 启动服务器程序,开始监听客户端请求
/// </summary>
public virtual void Start()
{
if( _isRun )
{
throw (new ApplicationException("TcpSvr已经在运行."));
}
_sessionTable = new Hashtable(53);
_recvDataBuffer = new byte[DefaultBufferSize];
//初始化socket
_svrSock = new Socket( AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp );
//绑定端口
IPEndPoint iep = new IPEndPoint( IPAddress.Any, _port);
_svrSock.Bind(iep);
//开始监听
_svrSock.Listen(5);
//设置异步方法接受客户端连接
_svrSock.BeginAccept(new AsyncCallback( AcceptConn ), _svrSock);
_isRun = true;
}
/// <summary>
/// 停止服务器程序,所有与客户端的连接将关闭
/// </summary>
public virtual void Stop()
{
if( !_isRun )
{
throw (new ApplicationException("TcpSvr已经停止"));
}
//这个条件语句，一定要在关闭所有客户端以前调用
//否则在EndConn会出现错误
_isRun = false;
//关闭数据连接,负责客户端会认为是强制关闭连接
if( _svrSock.Connected )
{
_svrSock.Shutdown( SocketShutdown.Both );
}
CloseAllClient();
//清理资源
_svrSock.Close();
_sessionTable = null;
}
/// <summary>
/// 关闭所有的客户端会话,与所有的客户端连接会断开
/// </summary>
public virtual void CloseAllClient()
{
foreach(Session client in _sessionTable.Values)
{
client.Close();
}
_sessionTable.Clear();
}
/// <summary>
/// 关闭一个与客户端之间的会话
/// </summary>
/// <param name="closeClient">需要关闭的客户端会话对象</param>
public virtual void CloseSession(Session closeClient)
{
Debug.Assert( closeClient !=null);
if( closeClient !=null )
{
closeClient.Datagram =null;
_sessionTable.Remove(closeClient.ID);
_clientCount--;
//客户端强制关闭链接
if( ClientClose != null )
{
ClientClose(this, new NetEventArgs( closeClient ));
}
closeClient.Close();
}
}
/// <summary>
/// 发送数据
/// </summary>
/// <param name="recvDataClient">接收数据的客户端会话</param>
/// <param name="datagram">数据报文</param>
public virtual void Send( Session recvDataClient, string datagram )
{
//获得数据编码
byte [] data = _coder.GetEncodingBytes(datagram);
recvDataClient.ClientSocket.BeginSend( data, 0, data.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback( SendDataEnd ), recvDataClient.ClientSocket );
}
#endregion
#region 受保护方法
/// <summary>
/// 关闭一个客户端Socket,首先需要关闭Session
/// </summary>
/// <param name="client">目标Socket对象</param>
/// <param name="exitType">客户端退出的类型</param>
protected virtual void CloseClient( Socket client, Session.ExitType exitType)
{
Debug.Assert ( client !=null);
//查找该客户端是否存在,如果不存在,抛出异常
Session closeClient = FindSession(client);
closeClient.TypeOfExit = exitType;
if(closeClient!=null)
{
CloseSession(closeClient);
}
else
{
throw( new ApplicationException("需要关闭的Socket对象不存在"));
}
}
/// <summary>
/// 客户端连接处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">欲建立服务器连接的Socket对象</param>
protected virtual void AcceptConn(IAsyncResult iar)
{
//如果服务器停止了服务,就不能再接收新的客户端
if( !_isRun)
{
return;
}
//接受一个客户端的连接请求
Socket oldserver = ( Socket ) iar.AsyncState;
Socket client = oldserver.EndAccept(iar);
//检查是否达到最大的允许的客户端数目
if( _clientCount == _maxClient )
{
//服务器已满,发出通知
if( ServerFull != null )
{
ServerFull(this, new NetEventArgs( new Session(client)));
}
}
else
{
Session newSession = new Session( client );
_sessionTable.Add(newSession.ID, newSession);
//客户端引用计数+1
_clientCount ++;
//开始接受来自该客户端的数据
client.BeginReceive( _recvDataBuffer,0 , _recvDataBuffer.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(ReceiveData), client);
//新的客户段连接,发出通知
if( ClientConn != null )
{
ClientConn(this, new NetEventArgs(newSession ) );
}
}
//继续接受客户端
_svrSock.BeginAccept(new AsyncCallback( AcceptConn ), _svrSock);
}
/// <summary>
/// 通过Socket对象查找Session对象
/// </summary>
/// <param name="client"></param>
/// <returns>找到的Session对象,如果为null,说明并不存在该回话</returns>
private Session FindSession( Socket client )
{
SessionId id = new SessionId((int)client.Handle);
return (Session)_sessionTable[id];
}
/// <summary>
/// 接受数据完成处理函数，异步的特性就体现在这个函数中，
/// 收到数据后，会自动解析为字符串报文
/// </summary>
/// <param name="iar">目标客户端Socket</param>
protected virtual void ReceiveData(IAsyncResult iar)
{
Socket client = (Socket)iar.AsyncState;
try
{
//如果两次开始了异步的接收,所以当客户端退出的时候
//会两次执行EndReceive
int recv = client.EndReceive(iar);
if( recv == 0 )
{
//正常的关闭
CloseClient(client, Session.ExitType.NormalExit);
return;
}
string receivedData = _coder.GetEncodingString( _recvDataBuffer, recv );
//发布收到数据的事件
if(RecvData!=null)
{
Session sendDataSession= FindSession(client);
Debug.Assert( sendDataSession!=null );
//如果定义了报文的尾标记,需要处理报文的多种情况
if(_resolver != null)
{
if( sendDataSession.Datagram !=null &&
sendDataSession.Datagram.Length !=0)
{
//加上最后一次通讯剩余的报文片断
receivedData= sendDataSession.Datagram + receivedData ;
}
string [] recvDatagrams = _resolver.Resolve(ref receivedData);
foreach(string newDatagram in recvDatagrams)
{
//深拷贝,为了保持Datagram的对立性
ICloneable copySession = (ICloneable)sendDataSession;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = newDatagram;
//发布一个报文消息
RecvData(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
//剩余的代码片断,下次接收的时候使用
sendDataSession.Datagram = receivedData;
if( sendDataSession.Datagram.Length > MaxDatagramSize )
{
sendDataSession.Datagram = null;
}
}
//没有定义报文的尾标记,直接交给消息订阅者使用
else
{
ICloneable copySession = (ICloneable)sendDataSession;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = receivedData;
RecvData(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
}//end of if(RecvData!=null)
//继续接收来自来客户端的数据
client.BeginReceive( _recvDataBuffer, 0, _recvDataBuffer.Length , SocketFlags.None,
new AsyncCallback( ReceiveData ), client);
}
catch(SocketException ex)
{
//客户端退出
if( 10054 == ex.ErrorCode )
{
//客户端强制关闭
CloseClient(client, Session.ExitType.ExceptionExit);
}
}
catch(ObjectDisposedException ex)
{
//这里的实现不够优雅
//当调用CloseSession()时,会结束数据接收,但是数据接收
//处理中会调用int recv = client.EndReceive(iar);
//就访问了CloseSession()已经处置的对象
//我想这样的实现方法也是无伤大雅的.
if(ex!=null)
{
ex=null;
//DoNothing;
}
}
}
/// <summary>
/// 发送数据完成处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">目标客户端Socket</param>
protected virtual void SendDataEnd(IAsyncResult iar)
{
Socket client = (Socket)iar.AsyncState;
int sent = client.EndSend(iar);
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 提供Tcp网络连接服务的客户端类
///
/// 版本: 1.0
/// 替换版本:
///
/// 特征:
/// 原理:
/// 1.使用异步Socket通讯与服务器按照一定的通讯格式通讯,请注意与服务器的通
/// 讯格式一定要一致,否则可能造成服务器程序崩溃,整个问题没有克服,怎么从byte[]
/// 判断它的编码格式
/// 2.支持带标记的数据报文格式的识别,以完成大数据报文的传输和适应恶劣的网
/// 络环境.
/// 用法:
/// 注意:
/// </summary>
public class TcpCli
{
#region 字段
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话类
/// </summary>
private Session _session;
/// <summary>
/// 客户端是否已经连接服务器
/// </summary>
private bool _isConnected = false;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区大小64K
/// </summary>
public const int DefaultBufferSize = 64*1024;
/// <summary>
/// 报文解析器
/// </summary>
private DatagramResolver _resolver;
/// <summary>
/// 通讯格式编码解码器
/// </summary>
private Coder _coder;
/// <summary>
/// 接收数据缓冲区
/// </summary>
private byte[] _recvDataBuffer = new byte[DefaultBufferSize];
#endregion
#region 事件定义
//需要订阅事件才能收到事件的通知，如果订阅者退出，必须取消订阅
/// <summary>
/// 已经连接服务器事件
/// </summary>
public event NetEvent ConnectedServer;
/// <summary>
/// 接收到数据报文事件
/// </summary>
public event NetEvent ReceivedDatagram;
/// <summary>
/// 连接断开事件
/// </summary>
public event NetEvent DisConnectedServer;
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 返回客户端与服务器之间的会话对象
/// </summary>
public Session ClientSession
{
get
{
return _session;
}
}
/// <summary>
/// 返回客户端与服务器之间的连接状态
/// </summary>
public bool IsConnected
{
get
{
return _isConnected;
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器
/// </summary>
public DatagramResolver Resovlver
{
get
{
return _resolver;
}
set
{
_resolver = value;
}
}
/// <summary>
/// 编码解码器
/// </summary>
public Coder ServerCoder
{
get
{
return _coder;
}
}
#endregion
#region 公有方法
/// <summary>
/// 默认构造函数,使用默认的编码格式
/// </summary>
public TcpCli()
{
_coder = new Coder( Coder.EncodingMothord.Default );
}
/// <summary>
/// 构造函数,使用一个特定的编码器来初始化
/// </summary>
/// <param name="_coder">报文编码器</param>
public TcpCli( Coder coder )
{
_coder = coder;
}
/// <summary>
/// 连接服务器
/// </summary>
/// <param name="ip">服务器IP地址</param>
/// <param name="port">服务器端口</param>
public virtual void Connect( string ip, int port)
{
if(IsConnected)
{
//重新连接
Debug.Assert( _session !=null);
Close();
}
Socket newsock= new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPEndPoint iep = new IPEndPoint( IPAddress.Parse(ip), port);
newsock.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connected), newsock);
}
/// <summary>
/// 发送数据报文
/// </summary>
/// <param name="datagram"></param>
public virtual void Send( string datagram)
{
if(datagram.Length ==0 )
{
return;
}
if( !_isConnected )
{
throw (new ApplicationException("没有连接服务器，不能发送数据") );
}
//获得报文的编码字节
byte [] data = _coder.GetEncodingBytes(datagram);
_session.ClientSocket.BeginSend( data, 0, data.Length, SocketFlags.None,
new AsyncCallback( SendDataEnd ), _session.ClientSocket);
}
/// <summary>
/// 关闭连接
/// </summary>
public virtual void Close()
{
if(!_isConnected)
{
return;
}
_session.Close();
_session = null;
_isConnected = false;
}
#endregion
#region 受保护方法
/// <summary>
/// 数据发送完成处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar"></param>
protected virtual void SendDataEnd(IAsyncResult iar)
{
Socket remote = (Socket)iar.AsyncState;
int sent = remote.EndSend(iar);
Debug.Assert(sent !=0);
}
/// <summary>
/// 建立Tcp连接后处理过程
/// </summary>
/// <param name="iar">异步Socket</param>
protected virtual void Connected(IAsyncResult iar)
{
Socket socket = (Socket)iar.AsyncState;
socket.EndConnect(iar);
//创建新的会话
_session = new Session(socket);
_isConnected = true;
//触发连接建立事件
if(ConnectedServer != null)
{
ConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
//建立连接后应该立即接收数据
_session.ClientSocket.BeginReceive(_recvDataBuffer, 0,
DefaultBufferSize, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(RecvData), socket);
}
/// <summary>
/// 数据接收处理函数
/// </summary>
/// <param name="iar">异步Socket</param>
protected virtual void RecvData(IAsyncResult iar)
{
Socket remote = (Socket)iar.AsyncState;
try
{
int recv = remote.EndReceive(iar);
//正常的退出
if(recv ==0 )
{
_session.TypeOfExit = Session.ExitType.NormalExit;
if(DisConnectedServer!=null)
{
DisConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
return;
}
string receivedData = _coder.GetEncodingString( _recvDataBuffer,recv );
//通过事件发布收到的报文
if(ReceivedDatagram != null)
{
//通过报文解析器分析出报文
//如果定义了报文的尾标记,需要处理报文的多种情况
if(_resolver != null)
{
if( _session.Datagram !=null &&
_session.Datagram.Length !=0)
{
//加上最后一次通讯剩余的报文片断
receivedData= _session.Datagram + receivedData ;
}
string [] recvDatagrams = _resolver.Resolve(ref receivedData);
foreach(string newDatagram in recvDatagrams)
{
//Need Deep Copy.因为需要保证多个不同报文独立存在
ICloneable copySession = (ICloneable)_session;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = newDatagram;
//发布一个报文消息
ReceivedDatagram(this,new NetEventArgs( clientSession ));
}
//剩余的代码片断,下次接收的时候使用
_session.Datagram = receivedData;
}
//没有定义报文的尾标记,直接交给消息订阅者使用
else
{
ICloneable copySession = (ICloneable)_session;
Session clientSession = (Session)copySession.Clone();
clientSession.Datagram = receivedData;
ReceivedDatagram( this, new NetEventArgs( clientSession ));
}
}//end of if(ReceivedDatagram != null)
//继续接收数据
_session.ClientSocket.BeginReceive(_recvDataBuffer, 0, DefaultBufferSize, SocketFlags.None,
new AsyncCallback(RecvData), _session.ClientSocket);
}
catch(SocketException ex)
{
//客户端退出
if( 10054 == ex.ErrorCode )
{
//服务器强制的关闭连接，强制退出
_session.TypeOfExit = Session.ExitType.ExceptionExit;
if(DisConnectedServer!=null)
{
DisConnectedServer(this, new NetEventArgs(_session));
}
}
else
{
throw( ex );
}
}
catch(ObjectDisposedException ex)
{
//这里的实现不够优雅
//当调用CloseSession()时,会结束数据接收,但是数据接收
//处理中会调用int recv = client.EndReceive(iar);
//就访问了CloseSession()已经处置的对象
//我想这样的实现方法也是无伤大雅的.
if(ex!=null)
{
ex =null;
//DoNothing;
}
}
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 通讯编码格式提供者,为通讯服务提供编码和解码服务
/// 你可以在继承类中定制自己的编码方式如:数据加密传输等
/// </summary>
public class Coder
{
/// <summary>
/// 编码方式
/// </summary>
private EncodingMothord _encodingMothord;
protected Coder()
{
}
public Coder(EncodingMothord encodingMothord)
{
_encodingMothord = encodingMothord;
}
public enum EncodingMothord
{
Default =0,
Unicode,
UTF8,
ASCII,
}
/// <summary>
/// 通讯数据解码
/// </summary>
/// <param name="dataBytes">需要解码的数据</param>
/// <returns>编码后的数据</returns>
public virtual string GetEncodingString( byte [] dataBytes,int size)
{
switch( _encodingMothord )
{
case EncodingMothord.Default:
{
return Encoding.Default.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.Unicode:
{
return Encoding.Unicode.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.UTF8:
{
return Encoding.UTF8.GetString(dataBytes,0,size);
}
case EncodingMothord.ASCII:
{
return Encoding.ASCII.GetString(dataBytes,0,size);
}
default:
{
throw( new Exception("未定义的编码格式"));
}
}
}
/// <summary>
/// 数据编码
/// </summary>
/// <param name="datagram">需要编码的报文</param>
/// <returns>编码后的数据</returns>
public virtual byte[] GetEncodingBytes(string datagram)
{
switch( _encodingMothord)
{
case EncodingMothord.Default:
{
return Encoding.Default.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.Unicode:
{
return Encoding.Unicode.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.UTF8:
{
return Encoding.UTF8.GetBytes(datagram);
}
case EncodingMothord.ASCII:
{
return Encoding.ASCII.GetBytes(datagram);
}
default:
{
throw( new Exception("未定义的编码格式"));
}
}
}
}
/// <summary>
/// 数据报文分析器,通过分析接收到的原始数据,得到完整的数据报文.
/// 继承该类可以实现自己的报文解析方法.
/// 通常的报文识别方法包括:固定长度,长度标记,标记符等方法
/// 本类的现实的是标记符的方法,你可以在继承类中实现其他的方法
/// </summary>
public class DatagramResolver
{
/// <summary>
/// 报文结束标记
/// </summary>
private string endTag;
/// <summary>
/// 返回结束标记
/// </summary>
string EndTag
{
get
{
return endTag;
}
}
/// <summary>
/// 受保护的默认构造函数,提供给继承类使用
/// </summary>
protected DatagramResolver()
{
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="endTag">报文结束标记</param>
public DatagramResolver(string endTag)
{
if(endTag == null)
{
throw (new ArgumentNullException("结束标记不能为null"));
}
if(endTag == "")
{
throw (new ArgumentException("结束标记符号不能为空字符串"));
}
this.endTag = endTag;
}
/// <summary>
/// 解析报文
/// </summary>
/// <param name="rawDatagram">原始数据,返回未使用的报文片断,
/// 该片断会保存在Session的Datagram对象中</param>
/// <returns>报文数组,原始数据可能包含多个报文</returns>
public virtual string [] Resolve(ref string rawDatagram)
{
ArrayList datagrams = new ArrayList();
//末尾标记位置索引
int tagIndex =-1;
while(true)
{
tagIndex = rawDatagram.IndexOf(endTag,tagIndex+1);
if( tagIndex == -1 )
{
break;
}
else
{
//按照末尾标记把字符串分为左右两个部分
string newDatagram = rawDatagram.Substring(
0, tagIndex+endTag.Length);
datagrams.Add(newDatagram);
if(tagIndex+endTag.Length >= rawDatagram.Length)
{
rawDatagram="";
break;
}
rawDatagram = rawDatagram.Substring(tagIndex+endTag.Length,
rawDatagram.Length - newDatagram.Length);
//从开始位置开始查找
tagIndex=0;
}
}
string [] results= new string[datagrams.Count];
datagrams.CopyTo(results);
return results;
}
}
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话类
///
/// 版本: 1.1
/// 替换版本: 1.0
///
/// 说明:
/// 会话类包含远程通讯端的状态,这些状态包括Socket,报文内容,
/// 客户端退出的类型(正常关闭,强制退出两种类型)
/// </summary>
public class Session:ICloneable
{
#region 字段
/// <summary>
/// 会话ID
/// </summary>
private SessionId _id;
/// <summary>
/// 客户端发送到服务器的报文
/// 注意:在有些情况下报文可能只是报文的片断而不完整
/// </summary>
private string _datagram;
/// <summary>
/// 客户端的Socket
/// </summary>
private Socket _cliSock;
/// <summary>
/// 客户端的退出类型
/// </summary>
private ExitType _exitType;
/// <summary>
/// 退出类型枚举
/// </summary>
public enum ExitType
{
NormalExit ,
ExceptionExit
};
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 返回会话的ID
/// </summary>
public SessionId ID
{
get
{
return _id;
}
}
/// <summary>
/// 存取会话的报文
/// </summary>
public string Datagram
{
get
{
return _datagram;
}
set
{
_datagram = value;
}
}
/// <summary>
/// 获得与客户端会话关联的Socket对象
/// </summary>
public Socket ClientSocket
{
get
{
return _cliSock;
}
}
/// <summary>
/// 存取客户端的退出方式
/// </summary>
public ExitType TypeOfExit
{
get
{
return _exitType;
}
set
{
_exitType = value;
}
}
#endregion
#region 方法
/// <summary>
/// 使用Socket对象的Handle值作为HashCode,它具有良好的线性特征.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override int GetHashCode()
{
return (int)_cliSock.Handle;
}
/// <summary>
/// 返回两个Session是否代表同一个客户端
/// </summary>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public override bool Equals(object obj)
{
Session rightObj = (Session)obj;
return (int)_cliSock.Handle == (int)rightObj.ClientSocket.Handle;
}
/// <summary>
/// 重载ToString()方法,返回Session对象的特征
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override string ToString()
{
string result = string.Format("Session:{0},IP:{1}",
_id,_cliSock.RemoteEndPoint.ToString());
//result.C
return result;
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="cliSock">会话使用的Socket连接</param>
public Session( Socket cliSock)
{
Debug.Assert( cliSock !=null );
_cliSock = cliSock;
_id = new SessionId( (int)cliSock.Handle);
}
/// <summary>
/// 关闭会话
/// </summary>
public void Close()
{
Debug.Assert( _cliSock !=null );
//关闭数据的接受和发送
_cliSock.Shutdown( SocketShutdown.Both );
//清理资源
_cliSock.Close();
}
#endregion
#region ICloneable 成员
object System.ICloneable.Clone()
{
Session newSession = new Session(_cliSock);
newSession.Datagram = _datagram;
newSession.TypeOfExit = _exitType;
return newSession;
}
#endregion
}
/// <summary>
/// 唯一的标志一个Session,辅助Session对象在Hash表中完成特定功能
/// </summary>
public class SessionId
{
/// <summary>
/// 与Session对象的Socket对象的Handle值相同,必须用这个值来初始化它
/// </summary>
private int _id;
/// <summary>
/// 返回ID值
/// </summary>
public int ID
{
get
{
return _id;
}
}
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="id">Socket的Handle值</param>
public SessionId(int id)
{
_id = id;
}
/// <summary>
/// 重载.为了符合Hashtable键值特征
/// </summary>
/// <param name="obj"></param>
/// <returns></returns>
public override bool Equals(object obj)
{
if(obj != null )
{
SessionId right = (SessionId) obj;
return _id == right._id;
}
else if(this == null)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
/// <summary>
/// 重载.为了符合Hashtable键值特征
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override int GetHashCode()
{
return _id;
}
/// <summary>
/// 重载,为了方便显示输出
/// </summary>
/// <returns></returns>
public override string ToString()
{
return _id.ToString ();
}
}
/// <summary>
/// 服务器程序的事件参数,包含了激发该事件的会话对象
/// </summary>
public class NetEventArgs:EventArgs
{
#region 字段
/// <summary>
/// 客户端与服务器之间的会话
/// </summary>
private Session _client;
#endregion
#region 构造函数
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="client">客户端会话</param>
public NetEventArgs(Session client)
{
if( null == client)
{
throw(new ArgumentNullException());
}
_client = client;
}
#endregion
#region 属性
/// <summary>
/// 获得激发该事件的会话对象
/// </summary>
public Session Client
{
get
{
return _client;
}
}
#endregion
}
}
