C# Socket编程笔记

       看到这个题目，是不是很眼熟？在博客园里搜下，保证会发现关于这个东东的文章实在是太多了~~~真得是没有写得必要，而且我也有点懒得去琢磨字句。（看到这，肯定得来个转折的了，不然就看不到下文了，不是吗）但是，为了自己下一篇要写的文章做参考，还是有必要先补充一下socket基础知识。

      注意：如果你已经接触过socket，那就没什么必要耽误时间看下去了。另外，如果发现其中任何错误，欢迎直接指出。

      1.按惯例先来介绍下socket
      Windows中的很多东西都是从Unix领域借鉴过来的，Socket也是一样。在Unix中，socket代表了一种文件描述符（在Unix中一切都是以文件为单位），而这里这个描述符则是用于描述网络访问的。什么意思呢？就是程序员可以通过socket来发送和接收网络上的数据。你也可以理解成是一个API。有了它，你就不用直接去操作网卡了，而是通过这个接口，这样就省了很多复杂的操作。
      在C#中，MS为我们提供了 System.Net.Sockets 命名空间，里面包含了Socket类。

      2.有了socket，那就可以用它来访问网络了
      不过你不要高兴得太早，要想访问网络，还得有些基本的条件（和编程无关的我就不提了）：a. 要确定本机的IP和端口，socket只有与某一IP和端口绑定，才能发挥强大的威力。b. 得有协议吧（否则谁认得你这发送到网络的是什么呀）。想要复杂的，我们可以自己来定协议。但是这个就不在这篇里提了，我这里介绍两种大家最熟悉不过的协议：TCP & UDP。（别说你不知道，不然...不然...我不告诉你）
      如果具备了基本的条件，就可以开始用它们访问网络了。来看看步骤吧：
      a. 建立一个套接字
      b. 绑定本机的IP和端口
      c. 如果是TCP，因为是面向连接的，所以要利用ListenO（）方法来监听网络上是否有人给自己发东西;如果是UDP，因为是无连接的，所以来者不拒。
      d. TCP情况下，如果监听到一个连接，就可以使用accept来接收这个连接，然后就可以利用Send/Receive来执行操作了。而UDP，则不需要accept， 直接使用SendTo/ReceiveFrom来执行操作。（看清楚哦，和TCP的执行方法有区别，因为UDP不需要建立连接，所以在发送前并不知道对方的IP和端口，因此需要指定一个发送的节点才能进行正常的发送和接收）
      e. 如果你不想继续发送和接收了，就不要浪费资源了。能close的就close吧。
      如果看了上面文字，你还不清楚的话，就来看看图好了：

面向连接的套接字系统调用时序

 

无连接的套接字系统调用时序

 

      3.开始动手敲~~代码（简单的代码）
      首先我们来写个面向连接的

TCPServer
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace tcpserver
{
    /// <summary>
    /// Class1 的摘要说明。
    /// </summary>
    class server
    {
        /// <summary>
        /// 应用程序的主入口点。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            //
            // TODO: 在此处添加代码以启动应用程序
            //
            int recv;//用于表示客户端发送的信息长度
            byte[] data=new byte[1024];//用于缓存客户端所发送的信息,通过socket传递的信息必须为字节数组
            IPEndPoint ipep=new IPEndPoint(IPAddress.Any,9050);//本机预使用的IP和端口
            Socket newsock=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
            newsock.Bind(ipep);//绑定
            newsock.Listen(10);//监听
            Console.WriteLine("waiting for a client");
            Socket client=newsock.Accept();//当有可用的客户端连接尝试时执行，并返回一个新的socket,用于与客户端之间的通信
            IPEndPoint clientip=(IPEndPoint)client.RemoteEndPoint;
            Console.WriteLine("connect with client:"+clientip.Address+" at port:"+clientip.Port);
            string welcome="welcome here!";
            data=Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            client.Send(data,data.Length,SocketFlags.None);//发送信息
            while(true)
            {//用死循环来不断的从客户端获取信息
                data=new byte[1024];
                recv=client.Receive(data);
                Console.WriteLine("recv="+recv);
                if (recv==0)//当信息长度为0，说明客户端连接断开
                    break;
                Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data,0,recv));
                client.Send(data,recv,SocketFlags.None);
            }
            Console.WriteLine("Disconnected from"+clientip.Address);
            client.Close();
            newsock.Close();

        }
    }
}

 

TCPClient
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace tcpclient
{
    /// <summary>
    /// Class1 的摘要说明。
    /// </summary>
    class client
    {
        /// <summary>
        /// 应用程序的主入口点。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            //
            // TODO: 在此处添加代码以启动应用程序
            //
            byte[] data=new byte[1024];
            Socket newclient=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
            Console.Write("please input the server ip:");
            string ipadd=Console.ReadLine();
            Console.WriteLine();
            Console.Write("please input the server port:");
            int port=Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            IPEndPoint ie=new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ipadd),port);//服务器的IP和端口
            try
            {
                //因为客户端只是用来向特定的服务器发送信息，所以不需要绑定本机的IP和端口。不需要监听。
                newclient.Connect(ie);
            }
            catch(SocketException e)
            {
                Console.WriteLine("unable to connect to server");
                Console.WriteLine(e.ToString());
                return;
            }
            int recv = newclient.Receive(data);
            string stringdata=Encoding.ASCII.GetString(data,0,recv);
            Console.WriteLine(stringdata);
            while(true)
            {
                string input=Console.ReadLine();
                if(input=="exit")
                    break;
                newclient.Send(Encoding.ASCII.GetBytes(input));
                data=new byte[1024];
                recv=newclient.Receive(data);
                stringdata=Encoding.ASCII.GetString(data,0,recv);
                Console.WriteLine(stringdata);
            }
            Console.WriteLine("disconnect from sercer");
            newclient.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            newclient.Close();

        }
    }
}

 

      下面在给出无连接的(实在是太懒了，下面这个是直接复制别人的)

UDPServer
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace SimpleUdpSrvr
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int recv;
            byte[] data = new byte[1024];
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9050);//定义一网络端点
            Socket newsock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);//定义一个Socket
            newsock.Bind(ipep);//Socket与本地的一个终结点相关联
            Console.WriteLine("Waiting for a client..");

            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);//定义要发送的计算机的地址
            EndPoint Remote = (EndPoint)(sender);//
            recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受数据           
            Console.WriteLine("Message received from{0}:", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetBytes(data,0,recv));

            string welcome = "Welcome to my test server!";
            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            newsock.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, Remote);
            while (true)
            {
                data = new byte[1024];
                recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);
                Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));
                newsock.SendTo(data, recv, SocketFlags.None, Remote);
            }
        }
    }
}

 

UDPClient
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
namespace SimpleUdpClient
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            byte[] data = new byte[1024];//定义一个数组用来做数据的缓冲区
            string input, stringData;
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 9050);
            Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
            string welcome = "Hello,are you there?";
            data = Encoding.ASCII.GetBytes(welcome);
            server.SendTo(data, data.Length, SocketFlags.None, ipep);//将数据发送到指定的终结点

            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            EndPoint Remote = (EndPoint)sender;
            data = new byte[1024];
            int recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受来自服务器的数据

            Console.WriteLine("Message received from{0}:", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));
            while (true)//读取数据
            {
                input = Console.ReadLine();//从键盘读取数据
                if (input == "text")//结束标记
                {
                    break;
                }
                server.SendTo(Encoding.ASCII.GetBytes(input), Remote);//将数据发送到指定的终结点Remote
                data = new byte[1024];
                recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//从Remote接受数据
                stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv);
                Console.WriteLine(stringData);
            }
            Console.WriteLine("Stopping client");
            server.Close();
        }
    }
}     

 

     上面的示例只是简单的应用了socket来实现通信，你也可以实现异步socket、IP组播 等等。

     MS还为我们提供了几个助手类：TcpClient类、TcpListener类、UDPClient类。这几个类简化了一些操作，所以你也可以利用这几类来写上面的代码，但我个人还是比较习惯直接用socket来写。
     
      既然快写完了，那我就再多啰嗦几句。在需要即时响应的软件中，我个人更倾向使用UDP来实现通信，因为相比TCP来说，UDP占用更少的资源，且响应速度快，延时低。至于UDP的可靠性，则可以通过在应用层加以控制来满足。当然如果可靠性要求高的环境下，还是建议使用TCP。