16.网络《果壳中的c#》

16.1 网络体系结构

System.Net.* 命名空间包含各种支持标准网络协议的通信。

• WebClient 外观类：支持通信HTTP或FTP执行简单的下载/上传操作。
• WebRequest 和 WebResponse 类：支持更多的客户端HTTP或FTP操作。
• HttpListener 类：可用来编写HTTP服务器。
• SmtpClient类：支持通过 SMTP 创建和发送电子邮件。
• DNS类：支持域名和地址之间的转换。
• TcpClient、UdpClient、TcpListener和Socket类：支持传输层和网络层的直接访问。

16.2 地址与端口

IPv4

• 目前主流，32位。用点号分隔的4个十进制数（101.102.103.104）。地址可能是唯一，也可能是一个特定子网中的唯一（例如，企业网络）。

IPv6

• 128位地址。这些地址用冒号分隔的十六进制数（例如，[3EA0:FFFF:198A:E4A3:4FF2:54fA:41BC:8D31]）。.NET FrameWork要求加方括号。

System.Net 命名空间的 IPAddress 类是采用其中一种协议地址。它有一个构造函数可以接收字节数组，以及一个静态的 Parse 方法接收正确字符串：

    IPAddress a1 = new IPAddress(new byte[] { 101, 102, 103, 104 });
    IPAddress a2 = IPAddress.Parse("101.102.103.104");
    Console.WriteLine(a1.Equals(a2));                               //true
    Console.WriteLine(a1.AddressFamily);                            //InterNetwork
    IPAddress a3 = IPAddress.Parse("[3EA0:FFFF:198A:E4A3:4FF2:54fA:41BC:8D31]");
    Console.WriteLine(a3.AddressFamily);                            //InterNetworkV6

TCP和UDP协议将每一个IP地址划分为65535个端口，从而允许一台计算机在一个地址上运行多个应用程序，每一个应用程序使用一个端口。许多应用程序都分配有标准端口，例如，HTTP使用端口80，SMTP使用端口25。

49152到65535的TCP和UDP端口官方保留，它们只用于测试和小规模部署。

IP地址和端口组合在.NETFramwork 使用 IPEndPoint 类表示：

            IPAddress a = new IPAddress(new byte[] { 101, 102, 103, 104 });
            IPEndPoint ep = new IPEndPoint(a, 222);    //端口：222
            Console.WriteLine(ep.ToString());          //101.102.103.104:222

16.3 URI

URI描述了一个 Internet 或 LAN 的资源，例如网页。文件或电子邮件地址。
URI一般氛围三个元素：协议（scheme）、权限（authority）和路径（path）。System.Uri 类正是采用这种划分方式，为每一种元素提供对应的属性。

在构造函数中传入以下字符串之一，就可以创建一个 Uri 对象：

• URI字符串，例如http://www.ebay.com 或 file://janespc/sharedpics/dolphin.jpg
• 硬盘中一个文件的绝对路径，例如 c:\myfiles\data.xls
• LAN中一个文件的 UNC路径，例如 \janespc\sharedpics\dolphin.jpg

文件和UNC路径会自动转换为URI：添加协议 "file:"，反斜杠会转换为斜杠。Uri的构造函数在创建Uri之前也会对传入的字符串执行一些基本的清理操作，包括将协议和主机名转换为小写、删除默认端口和空端口号。如果传入一个不带协议的URI字符串，例如"www.test.com"，那么会抛出一个 UriFormatException 异常。

Uri 有一个 IsLoopback 属性，它表示 Uri 是否引用本地主机（IP地址为127.0.0.1），以及一个 IsFile 属性，它表示Uri是否引用一个本地或UNC（IsUnc）路径。如果 IsFile 返回 true,LocalPath 属性会返回一个符合本地操作系统习惯的 AbsolutePath（带反斜杠），然后可以用它来调用 File.OPen。

Uri 的实例有一些只读属性。要修改一个 Uri，我们需要实例化一个 UriBuilder 对象，这是一个可写属性，它可以通过 Uri 属性转换为 Uri。

        Uri info = new Uri("http://www.domain.com:80/hosting/");
        Uri page = new Uri("http://www.domain.com/hosting/page.html");

        Console.WriteLine(info.Host);             //www.domain.com
        Console.WriteLine(info.Port);             //80
        Console.WriteLine(page.Port);             //80

        Console.WriteLine(info.IsBaseOf(page));      //True
        Uri relative = info.MakeRelativeUri(page);
        Console.WriteLine(relative.IsAbsoluteUri);   //Flase
        Console.WriteLine(relative.ToString());      //page.html

Uri 一些静态方法：

Uri.EscapeDataString(url);
UriHostNameType type =  Uri.CheckHostName(url);
bool isScheme =  Uri.CheckSchemeName(url);

16.4 客户端类

WebRequest 和 WebRespone是管理 HTTP 和 FTP 客户端活动及 "file:" 协议的通用基类。

WebClient 是一个便利的门面类。它负责调用 WebRequest 和 WebRespone，可以节省很多编码。WebClient 支持字符串、字节数组、文件和流，而 WebRequest 和 WebRespone 只支持流。但是，WebClient不是万能的，因为它不支持某些特性（如cookie）。

HttpClient 是另一个基于 WebRequest 和 WebRespone 的类（更准确说基于HttpWebRequest和HttpWebResponse），Framework 4.5 引入。

WebClient主要作为请求/响应类之上薄薄的一层，而 HttpClient 则增加更多功能，能够处理基于HTTP的Web API、基于REST的服务和自定义验证模式。

WebClient和HttpClient都支持以字符串或字节数组方式处理简单的文件下载/上传操作。它们都拥有一些异步方法，但是只有 WebClient 支持进度报告。

	请求/响应类	引入	异步进度报告
WebClient	薄薄一层	-	有
HttpClient	处理基于HTTP的Web API等	Framework 4.5	无

提示：WinRT应用程序不能使用 WebClient，必须使用WebRequest/WebResponse或HttpClient（用于HTTP连接）

16.4.1 WebClient

WebClient 使用步骤：

1. 实例化一个 WebClient 对象。
2. 设置 Proxy 属性值。
3. 在需要验证时设置 Credentials 属性值。
4. 使用响应的 URI 调用 DownliadXXX 或 UploadXXX 方法。

下载方法有：

public void DownloadFile(string address, string fileName);
public string DownloadString(string address);
public byte[] DownloadData(string address);
public Stream OpenRead(string address);

每一个方法都有重载，接收 URI 对象代替字符串地址的参数。上传类似，返回包含服务器响应的值：

public byte[] UploadFile(string address, string fileName);
public byte[] UploadFile(Uri address, string fileName);
public byte[] UploadFile(string address, string method, string fileName);
public byte[] UploadFile(Uri address, string method, string fileName);
...
public string UploadString(string address, string data);
public byte[] UploadData(string address, byte[] data);
public Stream OpenWrite(string address);
...

UploadValues 方法可用于以 POST 方法参数提交一个 HTTP 表单的值。WebClient 还包含一个 BaseAddress 属性，可用于为所有地址添加一个字符串前缀，如http://www.mysite.com/data。

public byte[] UploadValues(string address, NameValueCollection data);
...

例子，下载 http://www.cnblogs.com/artwl/archive/2012/03/07/2382848.html 并以 code111.htm 保存

            System.Net.WebClient webClient = new System.Net.WebClient();
            webClient.Proxy = null;
            webClient.DownloadFile("http://www.cnblogs.com/artwl/archive/2012/03/07/2382848.html", "code111.htm");
            System.Diagnostics.Process.Start("code111.htm");

从 Framework 4.5 开始，WebClient 提供了长任务方法的异步版本，他们会返回可以等待的任务

await webClient.DownloadFileTaskAsync("http://www.qq.com", "wegpage.htm");

这些方法使用"TaskAsync"后缀，不同于使用"Async"后缀的EAP旧异步方法。但是，新方法不支持取消操作和进步报告的标准“TAP”模式。相反，在处理延续时，必须调用 WebClient 对象的 CanceAsync 方法；而处理报告时，需要处理 DownloadProgressChanged/UploadProgressChanged 事件。

下面例子下载一个网页并显示进度报告，如果下载超过5秒，则取消下载。

//winform.
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Test();
        }

        async Task Test()
        {
            var wc = new WebClient();
            wc.DownloadProgressChanged += (sender, args) =>
                //                获取异步任务的进度百分比
                Console.WriteLine(args.ProgressPercentage + "% 完成");

            Task.Delay(5000).ContinueWith(ant => wc.CancelAsync());

            await wc.DownloadFileTaskAsync("http://www.qq.com", "wegpage.htm");
        }

提示： 当请求取消时，程序会抛出一个 WebException 异常，它的 Status 属性是 WebExceptionStatus.RequestCanceled.（历史原因不抛出 OpeerationCanceledException 异常。）

捕捉与进度相关的事件，将它们提交到激活的同步上下文，所以它们的处理器不需要使用 Dispatcher.BeginInvoke，就可以更新UI控件。

警告： 如果需要使用取消操作或进度报告，要避免使用同一个 WebClient 对象依次执行多个操作，因为这样形成竞争条件。

16.4.2 WebRequest 和 WebResponse

比 WebClient 复杂，但是更灵活。
1.使用一个 URI 调用 WebRequest.Create，创建一个 Web 请求实例。
2.设置 Proxy 属性。
3.如果需要身份验证，设置 Credentials 属性。

如果要上传数据，则：
4.调用请求对象的 GetRequestStream，然后在流中写入数据。如果需要处理响应，则转到第5步。

如果要下载数据，则：
5.调用请求对象的 GetResponse，创建一个 Web 响应实例。

6.调用响应对象的 GetResponseStream，然后（可以使用 StreamReader）从流中读取数据。

下面例子演示如何下载和显示一个示例网页

        //同步
        public static void Test1()
        {
            WebRequest req = WebRequest.Create("http://www.baidu.com");  //1.
            req.Proxy = null;                                            //2.
            using (WebResponse res = req.GetResponse())                  //5.下载
            {
                using (Stream rs = res.GetResponseStream())              //6.
                {
                    using (FileStream fs = File.Create("code.html"))
                    {
                        rs.CopyTo(fs);
                    }
                }
            }
        }

异步方式

        //异步
        public static async void AsyncTest()
        {
            WebRequest req = WebRequest.Create("http://www.qq.com");
            req.Proxy = null;
            using (WebResponse res = await req.GetResponseAsync())
            {
                using (Stream rs = res.GetResponseStream())
                {
                    using (FileStream fs = File.Create("code2.html"))
                    {
                        await rs.CopyToAsync(fs);
                    }
                }
            }
        }

静态方法 Create 会创建一个 WebRequest 类型的子类实例，如 HttpWebRequest 或 FtpWebRequest。
它选择的子类取决 URI 的前缀。

前缀	Web请求类型
http:或https:	HttpWebRequest
ftp:	FtpWebRequest
file:	FileWebRequest

此外，调用 WebRequest.RegisterPrefix，可以注册自定义前缀。

WebRequest 包含一个 Timeout 属性，单位为毫秒。如果出现超时，那么会抛出一个 WebException 异常，其中包含一个 Status 属性，WebExceptionStatus.Timeout。HTTP默认超时时间为100秒，而FTP超时时间为无限。

WebRequest 对象不能回收并用于处理多个请求——每个实例只适用于一个作业。

16.4.3 HttpClient

HttpClient 在 HttpWebRequest 和 HttpWebRespone 之上提供了另一层封装。它的设计是为了支持越来越多的 Web API 和 REST 服务，在处理比获取网页等更复杂的协议时实现比 WebClient 更佳的体验。

• 一个 HttpClient 就可以支持并发请求。（使用 WebClient 处理并发请求，需要为每一个并发线程创建一个新实例，需要自定义请求头、cookies和验证模式，因此很麻烦）
• HttpClient 可用于编写和插入自定义消息处理器。这样可以创建单元测试桩函数，以及创建自定义管道（用于记录日志、压缩、加密等）调用WebClient的单元测试代码则很难编写。
• HttpClient 包含丰富的可扩展的请求头与内容类型系统。

HttpClient 不能完全替代 WebClient，因为它不支持进度报告。WebClient 也有一个有点，它支持 FTP、file://和自定义URI模式，适应所有Framework版本。

简单 HttpClient 使用方法创建一个实例，然后使用 URI 调用 其中一个 Get* 方法：

	string html = await new HttpClient().GetStringAsync("http://linqpad.net");

（另外还有 GetByteArrayAsync和GetStreamAsync）HttpClient的所有 I/O 密集型方法都是异步的（没有同步版本）。

与 WebClient 不同，想获取最佳性能 HttpClient，必须重用相同的实例。HttpClient 允许并发操作，所以下面语句合法。同时下载两个网页：

	var client = new HttpClient();
	var tast1 = client.GetStringAsync("http://www.linqpad.net");
	var tast2 = client.GetStringAsync("http://www.albahari.com");
	Console.WriteLine(await task1);
	Console.WriteLine(await task2);

HttpClinet 包含一个 TimeOut 属性和一个 BaseAddress 属性，为每一个请求添加一个 URI 前缀。
HttpClient 在一定程度上就是一层实现：通常使用的大部分属性都定义在另一个类中，即 HttpClientHandler。要访问这个类，先创建一个实例，然后将这个实例传递给 HttpClient 的构造方法：

    var handler = new HttpClientHandler{UseProxy = false};
    var  client = new HttpClient(handler);
    ...

这个例子在处理器中禁用了代理支持。此外，还有其他一些属性可用于控制 cookies、自动重定向、验证等（后续看16.5“HTTP访问”）

1.GetAsync与响应消息

GetStringAsync、GetByteArrayAsync和GetStreamAsync方法是更常用的 GetAsync 方法的快捷方法。GetAsync方法会返回一个响应消息：

        var client = new HttpClient();
        //GetAsync 方法也接受一个 CancellationToken
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("http://www.baidu.com");
        response.EnsureSuccessStatusCode();
        string html = await response.Content.ReadAsStringAsync();
        Console.WriteLine(html);

HttpResponseMessage 包含一些访问请求头，和HTTP StatusCode 的属性，与 WebClient 不同。除非显示地调用 EnsureSuccessStatusCode，否则返回不成功状态（如404，资源未找到）不会抛出异常，然而，通信或DNS错误会抛出异常。

HttpResponseMessage 包含一个 CopyToAsync 方法，它可以将数据写到一个流中，适用于将输入写到一个文件中：

using (var fileStream =File.Create("linqpad.htm"))
{
    await response.Content.CopyToAsync(fileStream);
}

GetAsync 是与 HTTP 的4种动作相关的4个方法之一（PostAsync，PutAsync，DeleteAsync）

2.SendAsync与请求消息

这是访问所有数据的唯一低层方法，要使用这个类，首先要创建一个 HttpRequestMessage

    var client = new HttpClient(); 
    var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, "http://www.weibo.com");
    HttpResponseMessage response = await client.SendAsync(request);
    response.EnsureSuccessStatusCode();
	...

创建一个 HttpResponseMessage 对象，意味着可以自定义请求的属性，如请求头和内容本身，它们可用于上传数据。

3.上传数据与HttpContent

创建一个 HttpRequestMessage 对象以后，设置它的 Content 属性，就可以上传内容。这个属性类型是抽象类 HttpContent。
Framework包含下面子类，对应不同类型。

• ByteArrayContent
• StreamContent
• FormUrlEncodedContent
• StreamContent

    var client = new HttpClient(new HttpClientHandler() {UseProxy = false});
    var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Post, "http://www.albahari.com/EchoPost.aspx");
    request.Content = new StringContent("This is a test");
    HttpResponseMessage response = await client.SendAsync(request);
    response.EnsureSuccessStatusCode();
    Console.WriteLine(await  response.Content.ReadAsStringAsync());

4.HttpMessageHandler

前面说过，大多数自定义请求属性不在 HttpClient 中定义，而在 HttpClientHandler 中定义。后者实际是 HttpMessageHandler 的子类，

public abstract class HttpMessageHandler : IDisposable
{
	protected internal abstract Task<HttpResponseMessage> SendAsync
	(HttpRequestMessage request, CancellationToken cancellationToken);

	public void Dispose();
	protected virtual void Dispose(bool disposing);
}

SendAsync 方法是在 HttpClient 的 SendAsync 方法中调用。
HttpMessageHandler 非常容易继承，同时提供 HttpClient 的扩展点。

5.单元测试与桩处理器

创建 HttpMessageHandler 的子类，就可以创建一个帮助进行单元测试的桩处理器：
...

6.使用实现处理器链

创建 DelegatingHandler 的子类，就可以创建一个调用其他消息处理器的消息处理器（形成处理器链）。这种方法适用于实现自定义身份验证、压缩和加密协议。
例子，简单的日志处理器：

    class LoggingHandler : DelegatingHandler
    {
        public LoggingHandler(HttpMessageHandler nextHandler)
        {
            InnerHandler = nextHandler;
        }

        protected async override Task<HttpResponseMessage> SendAsync
            (HttpRequestMessage request, CancellationToken cancellationToken)
        {
            Console.WriteLine("Requesting:" + request.RequestUri);
            var response = await base.SendAsync(request, cancellationToken);
            Console.WriteLine("Got response:" + response.StatusCode);
            return response;
        }
    }

这里重写 SendAsync 时保持异步性。在重载任务的方法时添加 async 修饰符是绝对合法的如这个例子。
相对于将信息直接写到控制台，更好的方法是给构造方法传入某种日志记录对象。最好是接受一对 Action<T> 代理，然后让他们记录请求和响应对象的日志信息。

16.4.4 代理

16.4.5 身份验证

创建一个 NetworkCredential 对象，...

16.4.6 异常处理

16.5 HTTP访问

16.5.1 请求头

WebClient、WebRequest 和 HttpClient 都可以添加自定义HTTP请求头，以及在响应中列举请求头信息。
请求头只是一些键/值对，其中包含相应的元数据，如消息内容类型或服务器软件。

例子演示如何在请求中添加自定义请求头信息，然后在 HttpClient 的响应消息中列举所有请求头信息：

        WebClient wc =new WebClient();
        wc.Proxy = null;
        wc.Headers.Add("CustomHeader","JustPlaying/1.0");
        wc.DownloadString("http://www.cnblogs.com");

        foreach (string name in wc.ResponseHeaders.Keys)
        {
            Console.WriteLine(name + "=" + wc.ResponseHeaders[name]);
        }

相反，HttpClient 包含一些强类型集合，其中包含与标准HTTP头信息相对应的属性。
DefaultRequestHeaders 属性包含适用于每一个请求的头信息：

        var client = new HttpClient(handler);   //handler = new HttpClientHandler() { UseProxy = false };
        client.DefaultRequestHeaders.UserAgent.Add(
            new ProductInfoHeaderValue("VisualStudio","2013")
            );

        client.DefaultRequestHeaders.Add("CustomHeader", "VisualStudio/2013");

而 HttpRequestMessage 类的 Headers 属性则包含请求头特有的头信息。

16.5.2 查询字符串

?key1=value1&key2=value2&key3=value3...
WebClient 包含一个字段风格的属性，它可以简化查询字符串的操作。
例子，在百度搜索单词 "WebClient" ，然后显示结果：

    WebClient wc = new WebClient();
    wc.Proxy = null;
    wc.QueryString.Add("wd", "WebClient");     // Search for "WebClient"
    //wc.QueryString.Add("hl", "fr");           // 本来想法语，貌似错的，这个是谷歌规则
    wc.DownloadFile("http://www.baidu.com/s", "results.html");
    System.Diagnostics.Process.Start("results.html");

如果要使用 WebRequest 或 HttpClient 实现相同效果，那么必须手工赋值给请求URL正确格式字符串：

string requestURI = "https://www.baidu.com/s?wd=webclient";

如果查询中包含符号或空格，那么使用 URI 的 EscapeDataString 方法：

string search = Uri.EscapeDataString("(WebClient OR HttpClient)");
            string language = Uri.EscapeDataString("fr");
            string requestURI = "http://www.google.com/search?q=" + search +
                                "&hl=" + language;

结果为 http://www.google.com/search?q=(WebClient%20OR%20HttpClient)&hl=fr

16.5.3 上传表单数据

WebClent 的 UploadValues 方法可以把HTML表单的方式提交数据：

	WebClient wc = new WebClient();
	wc.Proxy = null;
	
	var data = new System.Collections.Specialized.NameValueCollection();
	data.Add("Name", "Joe Albahari");
	data.Add("Company", "O'Reilly");
	
	byte[] result = wc.UploadValues("http://www.albahari.com/EchoPost.aspx",
	                                 "POST", data);
	
	Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(result));

结果：
You posted=Name=Joe+Albahari&Company=O'Reilly

NameValueCollection 中的键（如 searchtextbox 和 searchMode） 与HTML表单的输入框相对应。使用 WebRequest 上传表单数据操作更复杂。（如果需要使用 cookies等特性，则必须采用这种方法）

下面是具体操作过程：

1. 将请求的 ContentType 设置为 "application/x-www.form-urlencoded"，将它的方法设置为“POST”。
2. 创建一个包含上传数据的字符串，并且将其编码为：
   name1=value1&name2=value2&name3=value3...
3. 使用 Encoding.UTF8.GetBytes 将字符串转为字节数组。
4. 将 Web 请求的 ContentLength 属性设置为字节组的长度。
5. 调用 Web 请求的 GetRequestStream，然后写入数据数组。
6. 调用 GetResponse，读取服务器的响应。

//WebRequest 上传表单数据
var req = WebRequest.Create ("http://www.albahari.com/EchoPost.aspx");
req.Proxy = null;
req.Method = "POST";
req.ContentType = "application/x-www-form-urlencoded";

string reqString = "Name=Joe+Albahari&Company=O'Reilly";
byte[] reqData = Encoding.UTF8.GetBytes (reqString);
req.ContentLength = reqData.Length;

using (Stream reqStream = req.GetRequestStream())
  reqStream.Write (reqData, 0, reqData.Length);

using (WebResponse res = req.GetResponse())
using (Stream resSteam = res.GetResponseStream())
using (StreamReader sr = new StreamReader (resSteam))
  Console.WriteLine (sr.ReadToEnd());

如果使用 HttpClient，则要创建和生成 FormUrlEncodedContent 对象，然后再传递到 PostAsync 方法，或者设置到请求的 Content 属性上。

//HttpClient 上传表单数据
string uri = "http://www.albahari.com/EchoPost.aspx";
var client = new HttpClient();
var dict = new Dictionary<string,string> 
{
    { "Name", "Joe Albahari" },
    { "Company", "O'Reilly" }
};
var values = new FormUrlEncodedContent (dict);
var response = await client.PostAsync (uri, values);
response.EnsureSuccessStatusCode();
Console.WriteLine (await response.Content.ReadAsStringAsync());

16.5.4 Cookies

Cookies是名称/值字符串对，它是HTTP服务器通过响应头发送到客户端。Web浏览器客户端一般会记住cookie，然后在终止之前，后续请求都会将它们重复发送给服务器（相同地址）。
Cookie 使服务器知道它是否正在连接之前连接过的相同客户端，从而不需要在URI重复添加负责查询字符串。

默认情况，HttpWebRequest 会忽略从服务器接收的任意 cookie。为了接收 cookie，必须创建一个 CookieCotainer 对象，然后分配到WebRequest。然后，就可以列举响应中接收到的 cookie：

CookieContainer cc = new CookieContainer();

var request = (HttpWebRequest) WebRequest.Create ("http://www.baidu.com");
request.Proxy = null;
request.CookieContainer = cc;
using (var response = (HttpWebResponse) request.GetResponse())
{
  foreach (Cookie c in response.Cookies)
  {
    Console.WriteLine (" Name:   " + c.Name);
    Console.WriteLine (" Value:  " + c.Value);
    Console.WriteLine (" Path:   " + c.Path);
    Console.WriteLine (" Domain: " + c.Domain);
  }
  // Read response stream 读取响应流...
}

如果使用 HttpClient，则需要创建一个 HttpClientHandler 实例：

var cc = new CookieContainer();
var handler = new HttpClientHandler();
handler.CookieContainer = cc;  //设置
var client = new HttpClient (handler);

WebClient 不支持 cookie。
如果需要在将来的请求上接收到的 cookie，则只需要给每一个新的 WebRequest 对象设置相同的 CookieContainer 对象，或者在 HttpClient 中使用相同对象发送请求。
CookieContainer 是可序列化的类，所以它可以写到磁盘中。此外，可以先使用一个新的 CookieContainer，然后再按照下面的方法手动添加cookie：

		CookieContainer cc = new CookieContainer();
		....
		Cookie c = new Cookie("BAIDUID","00DD40CC4B46....."
		,"/",".baidu.com");
		cc.Add(c);

16.5.5 表单验证

16.4.5 身份验证 介绍如何使用 NetworkCredentials 对象实现其中一些类型的验证，如Basic或NTLM（在 Web浏览器弹出一个对话框）。然而，大多数验证的网站都使用某种基于表单的方法。
用户在文本框输入用户名和密码，单击按钮提交数据，然后在成功验证之后接收到 cookie，这个 cookie 属于所访问网页的私有数据。通过 WebRequest 或 HttpClient，就可以实现。

<form action="http://www.somesite.com/login" method="post">
   <input type="text" name="username" id="user">
   <input type="password" name="password" id="pass">
   <button type="submit" id="login-btn">Log In</button>
</form>

下面演示 WebRequest/WebResponse 登录网站：

string loginUri = "http://www.somesite.com/login";
string username = "username";   // (Your username)
string password = "password";   // (Your password)
string reqString = "username=" + username + "&password=" + password;
byte[] requestData = Encoding.UTF8.GetBytes (reqString);

CookieContainer cc = new CookieContainer();
var request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create (loginUri);
request.Proxy = null;
request.CookieContainer = cc;
request.Method = "POST";

request.ContentType = "application/x-www-form-urlencoded";
request.ContentLength = requestData.Length;

using (Stream s = request.GetRequestStream())
  s.Write (requestData, 0, requestData.Length);

using (var response = (HttpWebResponse) request.GetResponse())
  foreach (Cookie c in response.Cookies)
    Console.WriteLine (c.Name + " = " + c.Value);

//我们现在已经成功登录，只要给后续的 WebRequest 对象添加 cc,就可以保持已验证用户的状态

使用 HttpClient 实现的方法：

string loginUri = "http://www.somesite.com/login";
string username = "username";
string password = "password";

CookieContainer cc = new CookieContainer();
var handler = new HttpClientHandler { CookieContainer = cc };

var request = new HttpRequestMessage (HttpMethod.Post, loginUri);
request.Content = new FormUrlEncodedContent (new Dictionary<string,string>
{
  { "username", username },
  { "password", password }
});

var client = new HttpClient (handler);
var response = await client.SendAsync (request);
response.EnsureSuccessStatusCode();

16.5.6 SSL

16.6 编写HTTP服务器

我们可以使用 HttpListener 类编写自定义 HTTP 服务器，下面是一个监听端口 51111 的简单服务器，它会等待一个客户端请求，然后返回一行回复。

static void Main()
{
  ListenAsync();                           // Start server
  WebClient wc = new WebClient();          // Make a client request.
  Console.WriteLine (wc.DownloadString
    ("http://localhost:51111/MyApp/Request.txt"));
}

async static void ListenAsync()
{
  HttpListener listener = new HttpListener();
  listener.Prefixes.Add ("http://localhost:51111/MyApp/");  // Listen on
  listener.Start();                                         // port 51111.

  // Await a client request:
  HttpListenerContext context = await listener.GetContextAsync();

  // Respond to the request:
  string msg = "You asked for: " + context.Request.RawUrl;
  context.Response.ContentLength64 = Encoding.UTF8.GetByteCount (msg);
  context.Response.StatusCode = (int) HttpStatusCode.OK;

  using (Stream s = context.Response.OutputStream)
  using (StreamWriter writer = new StreamWriter (s))
    await writer.WriteAsync (msg);

  listener.Stop();
}

输出：You asked for: /MyApp/Request.txt

HttpListener 内部并步使用 .net Socket 对象，相反，它调用 Windows HTTP Server API。支持计算机中多个应用程序监听相同的IP地址和端口，前提是每一个应用程序都注册不同的地址前缀。

调用 GetContext 时，HttpListener 会等待下一个客户端请求，这个方法会返回一个对象，其中包含 Request 和 Response 属性。每一个属性都与 WebRequest 和 WebResponse 对象类似，但是它们属于服务器。例如，我们可以读写请求和响应对象的头信息和 Cookie，使用的方法与客户端非常类似。

我们可以基于预期客户端类型选择如何支持 HTTP 协议特性。至少，每一个请求都需要设置内容长度和状态码。

下面这个简单网页服务器，最多支持50并发请求：

using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Threading.Tasks;

class WebServer
{
  HttpListener _listener;
  string _baseFolder;      // Your web page folder.

  public WebServer (string uriPrefix, string baseFolder)
  {
    _listener = new HttpListener();
    _listener.Prefixes.Add (uriPrefix);
    _baseFolder = baseFolder;
  }

  public async void Start()
  {
    _listener.Start();
    while (true)
      try 
      {
        var context = await _listener.GetContextAsync();
        Task.Run (() => ProcessRequestAsync (context));
      }
      catch (HttpListenerException)     { break; }   // Listener stopped.
      catch (InvalidOperationException) { break; }   // Listener stopped.
  }

  public void Stop() { _listener.Stop(); }

  async void ProcessRequestAsync (HttpListenerContext context)
  {
    try
    {
      string filename = Path.GetFileName (context.Request.RawUrl);
      string path = Path.Combine (_baseFolder, filename);
      byte[] msg;
      if (!File.Exists (path))
      {
        Console.WriteLine ("Resource not found: " + path);
        context.Response.StatusCode = (int) HttpStatusCode.NotFound;
        msg = Encoding.UTF8.GetBytes ("Sorry, that page does not exist");
      }
      else
      {
        context.Response.StatusCode = (int) HttpStatusCode.OK;
        msg = File.ReadAllBytes (path);
      }
      context.Response.ContentLength64 = msg.Length;
      using (Stream s = context.Response.OutputStream)
        await s.WriteAsync (msg, 0, msg.Length);
    }
    catch (Exception ex) { Console.WriteLine ("Request error: " + ex); }
  }
}

下面是启动程序的 Main 方法：

static void Main()
{
  // Listen on port 51111, serving files in d:\webroot:
  var server = new WebServer ("http://localhost:51111/", @"d:\webroot");
  try
  {
    server.Start();
    Console.WriteLine ("Server running... press Enter to stop");
    Console.ReadLine();
  }
  finally { server.Stop(); }
}

可以使用任何一个 Web 浏览器作为客户端进行测试，这里的URI是 http://localhost/ 加上网站名称。

警告： 如果其他软件占用同一个端口，那么 HttpListener 不会启动（除非这个软件也使用Windows HTTP Server API）

使用异步函数可以实现服务器的可扩展性和提高运行效率。然而，从UI线程开始都可能会影响可扩展性，因为每一个请求中，执行过程都会在每一次等待之后返回UI线程。这种等待毫无意义，因为没有共享的状态。所以UI中，最好去掉UI线程，或者这样：
Task.Run(start);
或者在调用 GetContextAsync 之后调用 ConfigureAwait(false)。

注意，即使这些方法是异步的，但我们仍然在 Task.Run 中调用 ProcessRequestAsync。这样就尅允许调用者马上能够处理另一个请求，而不需要同步等待方法执行结束（一直到第一个 await）。