iOS开发轻松学习Socket

这两天很多学员都想听听关于 Socket 的内容! 所以花了一点时间就给它备了出来,公开课分享完全足够了!

这里通过文字形式纪录下来,方便大家对应学习

Socket是什么?

要了解什么是 Socket,首先需要了解 TCP/IP、UDP!

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。

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TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。现在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。

如果大家对于 七层协议模型 不是非常了解的话,你可以,沉下心来看看下面 这张图:

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那么TCP/IP、UDP和socket又有什么关系呢???

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

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Socket怎么用

这里其实还有很多网络相关的知识需要科普,但是篇幅有限,如果靓仔靓女的你对于这一块有点陌生,你可以买一些网络相关的书籍

• 《TCP/IP详解 卷1:协议》
• 《图解HTTP》
• 《Unix网络编程》
• HTTPS权威指南

Socket 作为一套接口,那么是怎么用的呢? 下面一图胜前言:

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Socket 传输的特点：

• 1: 传输数据为字节级，传输数据可自定义，数据量小（对于手机应用讲：费用低）
• 2: 传输数据时间短，性能高
• 3: 适合于客户端和服务器端之间信息实时交互
• 4: 可以加密,数据安全性强

正因为这些优势,常被用来做即时通讯重要媒介

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上图就是通过 socket 在客户端和终端做的来回通讯

socket使用代码实现:

1: 创建socket

int socketID = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
self.clinenId= socketID;
if (socketID == -1) {
    NSLog(@"创建socket 失败");
    return;
}

• domain：协议域，又称协议族（family）。常用的协议族有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域Socket）、AF_ROUTE等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
• type：指定Socket类型。常用的socket类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。流式Socket（SOCK_STREAM）是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用。数据报式Socket（SOCK_DGRAM）是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
• protocol：指定协议。常用协议有IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC等，分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。

注意：1.type和protocol不可以随意组合，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当第三个参数为0时，会自动选择第二个参数类型对应的默认协议。

• 返回值:如果调用成功就返回新创建的套接字的描述符，如果失败就返回INVALID_SOCKET（Linux下失败返回-1）

2: 建立连接

int result = connect(socketID, (const struct sockaddr *)&socketAddr, sizeof(socketAddr));

if (result != 0) {
    NSLog(@"链接失败");
    return;
}
NSLog(@"链接成功");

• 参数一：套接字描述符
• 参数二：指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址
• 参数三：参数二sockaddr的长度，可以通过sizeof（struct sockaddr）获得
• 返回值: 成功则返回0，失败返回非0，错误码GetLastError()。

struct sockaddr_in socketAddr;
socketAddr.sin_family = AF_INET;
socketAddr.sin_port   = SocketPort;
struct in_addr socketIn_addr;
socketIn_addr.s_addr  = SocketIP;
socketAddr.sin_addr   = socketIn_addr;

• __uint8_t sin_len; 假如没有这个成员，其所占的一个字节被并入到sin_family成员中
• sa_family_t sin_family; 一般来说AF_INET（地址族）PF_INET（协议族）
• in_port_t sin_port; // 端口
• struct in_addr sin_addr; // ip
• char sin_zero[8]; 没有实际意义,只是为了　跟SOCKADDR结构在内存中对齐

3: 发送消息

if (self.sendMsgContent_tf.text.length == 0) {
    return;
}
const char *msg = self.sendMsgContent_tf.text.UTF8String;
ssize_t sendLen = send(self.clinenId, msg, strlen(msg), 0);
NSLog(@"发送 %ld 字节",sendLen);
[self showMsg:self.sendMsgContent_tf.text msgType:0];
self.sendMsgContent_tf.text = @"";

• s：一个用于标识已连接套接口的描述字。
• buf：包含待发送数据的缓冲区。
• len：缓冲区中数据的长度。
• flags：调用执行方式。
• 返回值: 如果成功，则返回发送的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR.一个中文对应 3 个字节！UTF8 编码！

4: 接受消息

while (1) {
    uint8_t buffer[1024];
    ssize_t recvLen = recv(self.clinenId, buffer, sizeof(buffer), 0);
    if (recvLen == 0) {
        NSLog(@"接收到了0个字节");
        continue;
    }
    // buffer -> data -> string
    NSData *data = [NSData dataWithBytes:buffer length:recvLen];
    NSString *str= [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@---%@",[NSThread currentThread],str);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self showMsg:str msgType:1];
        self.sendMsgContent_tf.text = @"";
    });
}

• 参数一: 客户端socket
• 参数二: 接收内容缓冲区地址
• 参数三: 接收内容缓存区长度
• 参数四: 接收方式，0表示阻塞，必须等待服务器返回数据
• 返回值:如果成功，则返回读入的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR

Socket 总结

Socket 的使用还是非常简单的! 对于iOS开发有点吃力的原因是在于:

• 都是C函数
• 函数参数多并且陌生
• 网络这一块知识的盲区

如果想更加傻瓜式开发,那么就请看下一个篇章: CocoaAsyncSocket 关于tcp和udp 实战
大师重磅内容(17)-CocoaAsyncSocket实现即时通讯
大师重磅内容(18)-CocoaAsyncSocket实现画板功能