本文關(guān)鍵詞：socket編程，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

你得學(xué)會并且學(xué)得會的socket編程基礎(chǔ)知識

這一篇文章，我將圖文并茂地介紹Socket編程的基礎(chǔ)知識，我相信，如果你按照步驟做完實(shí)驗(yàn)，一定可以對socket編程有更好地理解。

本文源代碼，可以通過這里下載

 

第一步：創(chuàng)建解決方案

第二步：創(chuàng)建服務(wù)端程序

這里可以選擇“Console Application”這個類型，比較方便調(diào)試

然后編寫如下代碼，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的基本功能

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } } }

 

現(xiàn)在可以啟動調(diào)試一下看看效果如何，正常情況下應(yīng)該會看到一個提示，因?yàn)槲覀冃枰赥CP 4530端口進(jìn)行監(jiān)聽，所以防火墻會有提示。

點(diǎn)擊“Allow access”

這樣，我們的服務(wù)器就可以開始監(jiān)聽了。但是這有什么用呢？是的，沒有什么用。

我們還需要為服務(wù)器添加一些功能，例如接受傳入的請求，給客戶端發(fā)送消息，或者從客戶端接收消息等等

第三步：接受傳入的請求

我們需要通過Accept，或者(BeginAccept)來接受傳入的請求，請注意下面代碼中的紅色部分

 

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); //開始接受客戶端連接請求 //方法參考： socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) => { //這就是客戶端的Socket實(shí)例，我們后續(xù)可以將其保存起來 var client = socket.EndAccept(ar); //給客戶端發(fā)送一個歡迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString())); }), null); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } } }

 

wow，看起來不錯對吧，我們趕緊做一個客戶端來測試一下吧

 

第四步：創(chuàng)建客戶端

我們還是使用一個Console Application

添加如下的代碼，并且創(chuàng)建客戶端連接

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //導(dǎo)入的命名空間 using System.Net.Sockets; namespace SocketClient { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //連接到指定服務(wù)器的指定端口 //方法參考： socket.Connect("localhost", 4530); Console.WriteLine("connect to the server"); Console.Read(); } } }

依次選擇SocketServer和SocketClient這兩個項(xiàng)目，分別將其啟動為調(diào)試狀態(tài)（右鍵菜單，Debug=>Start new instance)

我們看到兩個程序都工作正常。

但是，在客戶端怎么沒有收到服務(wù)器發(fā)過來的消息呢？那是因?yàn)�，我們沒有在客戶端提供這方面的功能。

 

第五步：在客戶端中實(shí)現(xiàn)接受消息的方法using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //導(dǎo)入的命名空間 using System.Net.Sockets; namespace SocketClient { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //連接到指定服務(wù)器的指定端口 //方法參考： socket.Connect("localhost", 4530); //實(shí)現(xiàn)接受消息的方法 var buffer = socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback((ar) => { //方法參考： var length = socket.EndReceive(ar); //讀取出來消息內(nèi)容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); //顯示消息 Console.WriteLine(message); }), null); Console.WriteLine("connect to the server"); Console.Read(); } } }

請注意以上紅色的部分，我們用了BeginReceive方法進(jìn)行異步的消息偵聽，如果收到了，我們就打印出來

看起來已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了我們需求了：服務(wù)器給客戶端發(fā)了一個消息，而客戶端也已經(jīng)收到了。

但是，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)樗鼈冎g的通訊不僅僅是一次性的，那么如果服務(wù)器要不斷地給客戶端發(fā)消息，例如每隔兩秒鐘就發(fā)送一個消息，如何實(shí)現(xiàn)呢？

 

第六步：實(shí)現(xiàn)服務(wù)器定期向客戶端發(fā)消息using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); //開始接受客戶端連接請求 //方法參考： socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) => { //這就是客戶端的Socket實(shí)例，我們后續(xù)可以將其保存起來 var client = socket.EndAccept(ar); //給客戶端發(fā)送一個歡迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString())); //實(shí)現(xiàn)每隔兩秒鐘給服務(wù)器發(fā)一個消息 //這里我們使用了一個定時器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) => { client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Message from server at " +DateTime.Now.ToString())); }; timer.Start(); }), null); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } } }

 

我們還要實(shí)現(xiàn)在客戶端一直監(jiān)聽消息的機(jī)制，而不是一次性接收.請注意下面紅色的部分

 

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //導(dǎo)入的命名空間 using System.Net.Sockets; namespace SocketClient { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //連接到指定服務(wù)器的指定端口 //方法參考： socket.Connect("localhost", 4530); Console.WriteLine("connect to the server"); //實(shí)現(xiàn)接受消息的方法 //方法參考： socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage),socket); Console.Read(); } [1024]; ReceiveMessage(IAsyncResult ar) { try { var socket = ar.AsyncState as Socket; //方法參考： var length = socket.EndReceive(ar); //讀取出來消息內(nèi)容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); //顯示消息 Console.WriteLine(message); //接收下一個消息(因?yàn)檫@是一個遞歸的調(diào)用，所以這樣就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); } catch(Exception ex){ Console.WriteLine(ex.Message); } } } }

重新調(diào)試起來，看起來的效果如下圖所示

我們繼續(xù)做下面的實(shí)驗(yàn)，一步一步地研究Socket通訊中可能遇到的一些問題

請先關(guān)閉掉客戶端這個程序，而不要關(guān)閉服務(wù)端程序，這時會發(fā)現(xiàn)一個錯誤

這個錯誤很容易理解，因?yàn)榭蛻舳艘呀?jīng)關(guān)閉，也就是客戶端那個Socket已經(jīng)不存在了，服務(wù)器還繼續(xù)向它發(fā)送消息當(dāng)然會出錯。所以，從可靠性方面的考慮，我們必須在發(fā)送消息之前檢測Socket的活動狀態(tài)

 

第七步：檢測客戶端的活動狀態(tài)using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); //開始接受客戶端連接請求 //方法參考： socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) => { //這就是客戶端的Socket實(shí)例，我們后續(xù)可以將其保存起來 var client = socket.EndAccept(ar); //給客戶端發(fā)送一個歡迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString())); //實(shí)現(xiàn)每隔兩秒鐘給服務(wù)器發(fā)一個消息 //這里我們使用了一個定時器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) => { //檢測客戶端Socket的狀態(tài) if(client.Connected) { try { client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Message from server at " + DateTime.Now.ToString())); } catch(SocketException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } else { timer.Stop(); timer.Enabled = false; Console.WriteLine("Client is disconnected, the timer is stop."); } }; timer.Start(); }), null); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } } }

上面代碼的邏輯很清楚，但有時候還是會觸發(fā)那個SocketException。為什么呢？這是因?yàn)槲覀兊腡imer是每隔兩秒鐘檢查一次，那么就很可能有一種情況，我們檢查的時候，它還是連接狀態(tài)，消息發(fā)出去之后，它斷開了。這種情況肯定是存在的。所以要用Try..catch的結(jié)構(gòu)

 

目前我們實(shí)現(xiàn)的場景很簡單，服務(wù)器只管發(fā)消息，客戶端只管收消息。但實(shí)際工作中，可能希望服務(wù)器和客戶端都能收發(fā)消息。請看下一節(jié)

 

第八步：實(shí)現(xiàn)雙向收發(fā)消息

先看服務(wù)端的修改

 

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); //開始接受客戶端連接請求 //方法參考： socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) => { //這就是客戶端的Socket實(shí)例，我們后續(xù)可以將其保存起來 var client = socket.EndAccept(ar); //給客戶端發(fā)送一個歡迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString())); //實(shí)現(xiàn)每隔兩秒鐘給服務(wù)器發(fā)一個消息 //這里我們使用了一個定時器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) => { //檢測客戶端Socket的狀態(tài) if(client.Connected) { try { client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Message from server at " + DateTime.Now.ToString())); } catch(SocketException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } else { timer.Stop(); timer.Enabled = false; Console.WriteLine("Client is disconnected, the timer is stop."); } }; timer.Start(); //接收客戶端的消息(這個和在客戶端實(shí)現(xiàn)的方式是一樣的） client.BeginReceive(buffer,0,buffer.Length,SocketFlags.None,new AsyncCallback(ReceiveMessage),client); }), null); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } [1024]; ReceiveMessage(IAsyncResult ar) { try { var socket = ar.AsyncState as Socket; //方法參考： var length = socket.EndReceive(ar); //讀取出來消息內(nèi)容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); //顯示消息 Console.WriteLine(message); //接收下一個消息(因?yàn)檫@是一個遞歸的調(diào)用，所以這樣就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); } catch(Exception ex){ Console.WriteLine(ex.Message); } } } }

可以看出來，為了讓服務(wù)器可以接受消息，，其實(shí)并不需要什么特別的設(shè)計(jì)，與客戶端接受消息其實(shí)可以是一樣的

 

再來看看客戶端的修改

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //導(dǎo)入的命名空間 using System.Net.Sockets; namespace SocketClient { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個Socket var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //連接到指定服務(wù)器的指定端口 //方法參考： socket.Connect("localhost", 4530); Console.WriteLine("connect to the server"); //實(shí)現(xiàn)接受消息的方法 //方法參考： socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); //接受用戶輸入，將消息發(fā)送給服務(wù)器端 while(true) { var message = "Message from client : " + Console.ReadLine(); var outputBuffer = Encoding.Unicode.GetBytes(message); socket.BeginSend(outputBuffer, 0, outputBuffer.Length, SocketFlags.None, null, null); } } [1024]; ReceiveMessage(IAsyncResult ar) { try { var socket = ar.AsyncState as Socket; //方法參考： var length = socket.EndReceive(ar); //讀取出來消息內(nèi)容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); //顯示消息 Console.WriteLine(message); //接收下一個消息(因?yàn)檫@是一個遞歸的調(diào)用，所以這樣就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } } }

我在這里做了一個死循環(huán)，用戶可以不斷地輸入，這些消息會被發(fā)送給服務(wù)器。如下圖所示

【備注】因?yàn)榉⻊?wù)器每隔兩秒鐘會發(fā)送新消息過來，所以在輸入的時候，動作要稍快一點(diǎn)啦

 

本文最后探討一個問題，就是如何讓我們的服務(wù)器可以支持多個客戶端

 

第九步：支持多個客戶端

這個步驟只需要修改服務(wù)端程序即可

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; //額外導(dǎo)入的兩個命名空間 using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace SocketServer { class Program { Main(string[] args) { //創(chuàng)建一個新的Socket,這里我們使用最常用的基于TCP的Stream Socket（流式套接字） var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); //將該socket綁定到主機(jī)上面的某個端口 //方法參考： socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530)); //啟動監(jiān)聽，并且設(shè)置一個最大的隊(duì)列長度 //方法參考：(v=VS.100).aspx socket.Listen(4); //開始接受客戶端連接請求 //方法參考： socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ClientAccepted), socket); Console.WriteLine("Server is ready!"); Console.Read(); } ClientAccepted(IAsyncResult ar) { var socket = ar.AsyncState as Socket; //這就是客戶端的Socket實(shí)例，我們后續(xù)可以將其保存起來 var client = socket.EndAccept(ar); //給客戶端發(fā)送一個歡迎消息 client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at " + DateTime.Now.ToString())); //實(shí)現(xiàn)每隔兩秒鐘給服務(wù)器發(fā)一個消息 //這里我們使用了一個定時器 var timer = new System.Timers.Timer(); timer.Interval = 2000D; timer.Enabled = true; timer.Elapsed += (o, a) => { //檢測客戶端Socket的狀態(tài) if(client.Connected) { try { client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Message from server at " + DateTime.Now.ToString())); } catch(SocketException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } else { timer.Stop(); timer.Enabled = false; Console.WriteLine("Client is disconnected, the timer is stop."); } }; timer.Start(); //接收客戶端的消息(這個和在客戶端實(shí)現(xiàn)的方式是一樣的） client.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), client); //準(zhǔn)備接受下一個客戶端請求 socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ClientAccepted), socket); } [1024]; ReceiveMessage(IAsyncResult ar) { try { var socket = ar.AsyncState as Socket; //方法參考： var length = socket.EndReceive(ar); //讀取出來消息內(nèi)容 var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length); //顯示消息 Console.WriteLine(message); //接收下一個消息(因?yàn)檫@是一個遞歸的調(diào)用，所以這樣就可以一直接收消息了） socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket); } catch(Exception ex){ Console.WriteLine(ex.Message); } } } }

最后調(diào)試起來看到的效果如下圖

 

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