[原创]网络通信基础Socket示例演练

通信篇

作者:白水 <敏捷学院>

关于Socket的编程还是一片空白，以前没接触过呀。还是从网上下载几本了解一下。

《TCPIP Sockets in C#》《C# Network Programming》《Network Programing In .NET with C# and Visual Basic.NET》MSDN .....

英文的，头痛中……

看看里面例子.....

还是不太明白.....

自己动手写代码玩玩.....

看来dotNET对于Socket编程都有封装好的类，直接使用就好。

大概明白了服务器负责通过指定的端口监听客户端发来的数据，客户端通过域名或IP与指定的端口连接到服务器，向服务器发送数据或接收服务器发回的数据。

先跟着书做几个简单的练习可以加深对Socket编程的印象。

练习1：客户端发送数据，服务器端接收数据并显示。

先写客户端吧比较简单:

01
 static void Main(string[] args) 

02
 { 

03
  
04
            Console.WriteLine("输入发送的文字:"); 

05
            byte[] sendBuffer = Encoding.ASCII.GetBytes(Console.ReadLine()); 

06
            TcpClient client = new TcpClient("127.0.0.1", 9008); 

07
            NetworkStream netStream = client.GetStream(); 

08
            netStream.Write(sendBuffer, 0, sendBuffer.Length); 

09
            netStream.Close(); 

10
            client.Close(); 

11
            Console.ReadKey(); 

12
}

第4行接收控制台的输入使用Encoding.ASCII.GetBytes将输入的字符串转换成byte类型的数组。

第5行建立TcpClient客户端连接对象，指定ip和端口就行。

第6行通过客户端获取网络数据流NetworkStream对象。

第7行使用NetworkStream的Write方法发送数据。

TcpClient 类为TCP 网络服务提供客户端连接。

参考http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.tcpclient(VS.80).aspx

NetworkStream 类提供用于网络访问的基础数据流。

参考http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.networkstream(VS.80).aspx

服务器端代码：

static void Main(string[] args)
{
         byte[] rcvBuffer = new byte[1024];
         TcpListener listener = new TcpListener(IPAddress.Any, 9008);
          listener.Start();
          TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
          NetworkStream netStream = client.GetStream();
          string revStr;
           int revBytes = 0;
          //从 NetworkStream 读取数据,如果没有数据返回0
           revBytes = netStream.Read(rcvBuffer, 0, rcvBuffer.Length);
           revStr = Encoding.ASCII.GetString(rcvBuffer, 0, revBytes);
           Console.WriteLine("接收数据:" + revStr);
           netStream.Close();
           client.Close(); //关闭客户端
         listener.Stop(); //停止侦听
}

Line 3 创建TcpListener类对象来侦听和接收客户端的连接请求。

Line 5 Start 方法用来开始侦听传入的连接请求。Start 将对传入连接进行排队，直至您调用Stop 方法或它已经完成MaxConnections（最大连接数）排队为止。可使用AcceptSocket 或AcceptTcpClient 从传入连接请求队列提取连接。这两种方法将阻止。如果要避免阻止，可首先使用Pending 方法来确定队列中是否有可用的连接请求。

上面这段话摘自MSDN原文。可以这样理解这段话，好比是去银行（服务器端）取钱，假如银行就一个服务窗口，那么好多个储户（客户端）去取钱就要排队喽。窗口服务人员（AcceptTcpClient或AcceptSocket）每次只能服务一个储户，服务完这个才能到下一个。直到所有的储户都取完钱。从窗口的监控（Pending）里就可以了解到是不是有人来取钱哟。

那为了提高工作效率银行又砸了墙加开一个服务窗口，这才能同时服务于两个储户。现实中不可能100个用户取钱，银行就开100个服务窗口，但是程序里就很容易做到了，当然用线程来解决喽为每个客户端开一个线程来处理与服务器的连接问题。这个问题稍后在讨论吧。

Line 6AcceptTcpClient 方法接受挂起的连接请求，AcceptTcpClient 是一个阻止方法，该方法返回可用于发送和接收数据的TcpClient。

Line 7使用TcpClient.GetStream 方法来获取已返回的TcpClient 的NetworkStream。

Line 11从数据流中读取数据。

TcpListener 类提供一些简单方法，用于在阻止同步模式下侦听和接受传入连接请求。

参考http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.tcplistener(VS.80).aspx

注意

如果要编写相对简单的应用程序，而且不需要最高的性能，则可以考虑使用TcpClient、TcpListener 和UdpClient。这些类为Socket 通信提供了更简单、对用户更友好的接口。

阻止同步模式的概念（摘在网络）

阻止是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。函数只有在得到结果之后才会返回。

所谓同步，就是在发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回。同步与阻止的区别就是同步很多时候线程还是激活的。

运行上面的例子我们可以看到，Server端在运行以后就被挂起了，直到接收到客户端的数据程序才会继续运行，然后结束。

第一个通信程序运行成功，通过网络来传送数据就是这么简单啦！

继续往下进行，让服务器和客户端一直保持运行，客户端不停的输出数据，服务器端持续的接收发送过来的数据并显示。

客户端代码的改进：

01
               string input; 

02
               while (true) 

03
                { 

04
                    Console.WriteLine("输入发送的文字:"); 

05
                    input = Console.ReadLine(); 

06
                    if (input == "quit") 

07
                        break; 

08
                    byte[] sendBuffer = Encoding.ASCII.GetBytes(input); 

09
                    netStream.Write(sendBuffer, 0, sendBuffer.Length); 

10
              } 

11
  
12
<SPAN style="DISPLAY: none" _fck_bookmark="1"> </SPAN>加上while循环，客户端持续输入要发送的数据直到输入quit退出。

`1`	`服务器端代码的改进：`

01
string input; 

02
  
03
                while (true) 

04
  
05
                { 

06
  
07
                    Console.WriteLine("输入发送的文字:"); 

08
  
09
                    input = Console.ReadLine(); 

10
  
11
                    if (input == "quit") 

12
  
13
                        break; 

14
  
15
                    byte[] sendBuffer = Encoding.ASCII.GetBytes(input); 

16
  
17
                    netStream.Write(sendBuffer, 0, sendBuffer.Length); 

18
  
19
              }

加上while循环，客户端持续输入要发送的数据直到输入quit退出。

服务器端代码的改进：

01
                while (true) 

02
  
03
                { 

04
  
05
                    //从 NetworkStream 读取数据,如果没有数据返回0(tcp closed) 

06
  
07
                    revBytes = netStream.Read(rcvBuffer, 0, rcvBuffer.Length); 

08
  
09
                    if (revBytes == 0) 

10
  
11
                        break; 

12
  
13
                    revStr = Encoding.ASCII.GetString(rcvBuffer, 0, revBytes); 

14
  
15
                    Console.WriteLine("接收数据:" + revStr); 

16
  
17
                }

也是一样加入while循环，不停的接收客户端发来的数据，直到没有数据发送。

游戏里的通讯一般都是双向的，例如游戏的登录过程，客户端将用户的登录名和密码发送至服务器，服务器验证登录名和密码是否正确。如果正确告诉客户端可以登录，否则拒绝客户端登录，并告知原因。当然，以现在学会的知识还写不出来这个过程。那继续我们的探索之路吧。

服务器端向客户端发送数据与客户端向服务器端发送数据的方法是一样的，都可以使用NetworkSterm类的Write方法。

我们来实现这样的功能，当客户端连接到服务器后发送欢迎信息。

客户端：

1
    NetworkStreamnetStream = client.GetStream(); 

2
    //接受服务器欢迎信息 

3
  byte []welcome = new byte[30]; 

4
    netStream.Read(welcome, 0, welcome.Length); 

5
    Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(welcome));

服务器端：

1
    NetworkStream netStream = client.GetStream(); 

2
     //向客户端发送欢迎信息 

3
  byte[]welcome = Encoding.ASCII.GetBytes("欢迎光临战国游戏！"); 

4
    netStream.Write(welcome,0,welcome.Length);

编译....

运行....

轻松搞定！怎么接收到的全是”？”号呢！仔细观察一下不难发现是编码的问题。把ASCII换成Unicode或UTF8就行啦。

测试#1：

服务器启动，客户端启动。

客户端收到欢迎信息。

发送数据hello，服务器收到。

发送how you doing!

服务器收到。

....

quit按任意键退出。

服务器端退出。

测试#1结束。

测试#2：

服务器启动，客户端启动。

客户端收到欢迎信息。

发送数据hello，服务器收到。

发送how are you doing!

服务器收到。

开启第二个客户端。

没有欢迎信息，不能输入数据。

（不知连上否）

quit按任意键退出。

服务器端退出。

2号客户端发出异常。

测试#1结束。

问题描述：

服务器端没有友好的信息提示客户端已经连接。
到目前为止我们设计的服务端与客户端是1对1的，也就是说服务器端当前只能处理一个客户端的请求。而实际网络游戏是多用户的，服务器要几乎同步处理成千上万个客户端的请求。

解决问题1：

查看TcpClient的Connected属性可以表示当前的连接特性。

TcpClient. Client.RemoteEndPoint.ToString()可以显示客户端IP和端口号

服务器代码调整:

TcpClient client = listener.AcceptTcpClient(); //从Start中提取排队的客户端
if (client.Connected)
{
Console.WriteLine("客户端已连接,IP:{0}",
client.Client.RemoteEndPoint.ToString());
NetworkStream netStream = client.GetStream();
.....
....
Console.WriteLine("接收数据:" + revStr);
}
netStream.Close();
client.Close(); //关闭客户端
}

解决问题2：

如何解决一个服务器服务于多个客户端？现在的代码是处理一个与一个客户端的数据交换，加上循环让他无限制的接收连接的客户端应该便可。

按照msdn的说法TcpListener.Pending 方法可以确定是否有挂起的连接请求。如果连接正挂起，则为 true；否则为 false。这一非阻止方法将确定是否存在挂起的连接请求。由于 AcceptSocket 和 AcceptTcpClient 方法在 Start 方法将一个传入连接请求排入队列之前一直阻止执行，因此可以使用 Pending 方法确定尝试接受连接之前是否有可用的连接。

前面介绍AcceptTcpClient也提到过，如果希望避免阻止，可以使用 Pending 方法来确定传入连接队列中的连接请求是否可用。

服务器端代码调整：