C#中Socket通信编程的同步实现
本文通过分析和总结C#中Socket通信编程的关键技术，按照同步实现的方式实现了一个简单的Socket聊天程序，目的是通过这个程序来掌握Socket编程，为进一步开发Unity3D网络游戏打下一个坚实的基础。
Socket编程基础
关于Socket编程基础部分的内容，主要是了解和掌握.NET框架下为Socket编程提供的相关类和接口方法。.NET中常见的网络相关的API都集中在System.Net和System.Net.Socket这两个命名空间下，大家可以通过MSDN去了解这两个命名空间下相关的类和方法。这里援引一位朋友总结的一篇文章http://www.cnblogs.com/sunev/archive/2012/08/05/2604189.html，大家可以从这里获得更为直观的认识。
什么是Socket编程的同步实现
本文的目的是按照同步实现的方式来实现一个简单的Socket聊天程序，因此在解决这个问题前，我们首先来看看什么是Socket编程的同步实现。所谓Socket编程的同步实现就是指按照同步过程的方法来实现Socket通信。从编程来说，我们常用的方法或者函数都是同步过程。因为当我们调用一个方法或者函数的时候我们能够立即得到它的返回值。可是我们知道在Socket通信中，我们不能保证时时刻刻连接都通畅、更不能够保证时时刻刻都有数据收发，因为我们就需要不断去读取相应的值来确定整个过程的状态。这就是Socket编程的同步实现了，下面我们来看具体的实现过程。
如何实现Socket同步通信
服务端
服务端的主要职责是处理各个客户端发送来的数据，因此在客户端的Socket编程中需要使用两个线程来循环处理客户端的请求，一个线程用于监听客户端的连接情况，一个线程用于监听客户端的消息发送，当服务端接收到客户端的消息后需要将消息处理后再分发给各个客户端。
基本流程
- 创建套接字
- 绑定套接字的IP和端口号——Bind()
- 将套接字处于监听状态等待客户端的连接请求——Listen()
- 当请求到来后，接受请求并返回本次会话的套接字——Accept()
- 使用返回的套接字和客户端通信——Send()/Receive()
- 返回，再次等待新的连接请求
- 关闭套接字
代码示例
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
namespace TCPLib
{
public class TCPServer
{
private byte[] result = new byte[1024];
/// mClientSockets;
public List ClientSockets
{
get { return mClientSockets; }
}
/// ();
//初始化IP终端
this.ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, port);
//初始化服务端Socket
this.mServerSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//端口绑定
this.mServerSocket.Bind(this.ipEndPoint);
//设置监听数目
this.mServerSocket.Listen(maxClientCount);
}
/// ();
//初始化IP终端
this.ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port);
//初始化服务端Socket
this.mServerSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//端口绑定
this.mServerSocket.Bind(this.ipEndPoint);
//设置监听数目
this.mServerSocket.Listen(maxClientCount);
}
/// 好了，现在我们已经编写好了一个具备接收和发送数据能力的服务端程序。现在我们来尝试让服务端运行起来：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using TCPLib;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace TCPLib.Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//指定IP和端口号及最大监听数目的方式
TCPLib.TCPServer s1 = new TCPServer("127.0.0.1", 6001, 10);
//指定端口号及最大监听数目的方式
TCPLib.TCPServer s2 = new TCPServer(6001, 10);
//执行Start方法
s1.Start();
}
}
}现在我们来看看编写客户端Socket程序的基本流程
客户端
客户端相对于服务端来说任务要轻许多，因为客户端仅仅需要和服务端通信即可，可是因为在和服务器通信的过程中，需要时刻保持连接通畅，因此同样需要两个线程来分别处理连接情况的监听和消息发送的监听。
基本流程
- 创建套接字保证与服务器的端口一致
- 向服务器发出连接请求——Connect()
- 和服务器端进行通信——Send()/Receive()
- 关闭套接字
代码示例
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
namespace TCPLib
{
public class TCPClient
{
/// 同样地，我们现在来运行客户端程序，这样客户端就可以和服务端进行通信了：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using TCPLib;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace TCPLib.Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//保证端口号和服务端一致
TCPLib.TCPClient c = new TCPClient("127.0.0.1",6001);
//执行Start方法
c.Start();
while(true)
{
//读取客户端输入的消息
string msg = Console.ReadLine();
//发送消息到服务端
c.SendMessage(msg);
}
}
}
}注意要先运行服务端的程序、再运行客户端的程序，不然程序会报错，嘿嘿！好了，下面是今天的效果演示图：
总结
今天我们基本上写出了一个可以使用的用例，不过这个例子目前还存在以下问题：
* 这里仅仅实现了发送字符串的功能，如何让这个程序支持更多的类型，从基础的int、float、double、string、single等类型到structure、class甚至是二进制文件的类型？
* 如何让这个用例更具有扩展性，我们发现所有的Socket编程流程都是一样的，唯一不同就是在接收到数据以后该如何去处理，因为能不能将核心功能和自定义功能分离开来？
* 在今天的这个用例中，数据传输的缓冲区大小我们人为设定为1024，那么如果碰到比这个设定更大的数据类型，这个用例该怎么来写？
好了，这就是今天的内容了，希望大家喜欢，同时希望大家关注我的博客！