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[ASP.net教程]C#高级编程技术复习一


从基本的Socket编程进入

(注意:这是转的一篇2011年的文章,有些知识可能该更新了!)

这一篇文章,我将图文并茂地介绍Socket编程的基础知识,我相信,如果你按照步骤做完实验,一定可以对Socket编程有更好地理解。

本文源代码,可以通过这里下载 http://files.cnblogs.com/chenxizhang/SocketWorkshop.rar

 

第一步:创建解决方案

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第二步:创建服务端程序

这里可以选择“Console Application”这个类型,比较方便调试

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然后编写如下代码,实现服务器的基本功能

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      Console.WriteLine("Server is ready!");      Console.Read();    }  }}


 

现在可以启动调试一下看看效果如何,正常情况下应该会看到一个提示,因为我们需要在TCP 4530端口进行监听,所以防火墙会有提示。

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点击“Allow access”

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这样,我们的服务器就可以开始监听了。但是这有什么用呢?是的,没有什么用。

我们还需要为服务器添加一些功能,例如接受传入的请求,给客户端发送消息,或者从客户端接收消息等等

第三步:接受传入的请求

我们需要通过Accept,或者(BeginAccept)来接受传入的请求,请注意下面代码中的红色部分

 

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      //开始接受客户端连接请求      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginaccept.aspx      socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) =>      {        //这就是客户端的Socket实例,我们后续可以将其保存起来        var client = socket.EndAccept(ar);        //给客户端发送一个欢迎消息        client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString()));      }), null);      Console.WriteLine("Server is ready!");      Console.Read();    }  }}


 

wow,看起来不错对吧,我们赶紧做一个客户端来测试一下吧

 

第四步:创建客户端

我们还是使用一个Console Application

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添加如下的代码,并且创建客户端连接

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个Socket      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //连接到指定服务器的指定端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.connect.aspx      socket.Connect("localhost", 4530);      Console.WriteLine("connect to the server");      Console.Read();    }  }}


 

依次选择SocketServer和SocketClient这两个项目,分别将其启动为调试状态(右键菜单,Debug=>Start new instance)

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我们看到两个程序都工作正常。

但是,在客户端怎么没有收到服务器发过来的消息呢?那是因为,我们没有在客户端提供这方面的功能。

 

第五步:在客户端中实现接受消息的方法

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个Socket      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //连接到指定服务器的指定端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.connect.aspx      socket.Connect("localhost", 4530);      //实现接受消息的方法      var buffer = new byte[1024];//设置一个缓冲区,用来保存数据      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginreceive.aspx      socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback((ar) =>      {        //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.endreceive.aspx        var length = socket.EndReceive(ar);        //读取出来消息内容        var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length);        //显示消息        Console.WriteLine(message);      }), null);      Console.WriteLine("connect to the server");      Console.Read();    }  }}


请注意以上红色的部分,我们用了BeginReceive方法进行异步的消息侦听,如果收到了,我们就打印出来

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看起来已经实现了我们需求了:服务器给客户端发了一个消息,而客户端也已经收到了。

但是,这远远不够,因为它们之间的通讯不仅仅是一次性的,那么如果服务器要不断地给客户端发消息,例如每隔两秒钟就发送一个消息,如何实现呢?

 

第六步:实现服务器定期向客户端发消息

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      //开始接受客户端连接请求      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginaccept.aspx      socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) =>      {        //这就是客户端的Socket实例,我们后续可以将其保存起来        var client = socket.EndAccept(ar);        //给客户端发送一个欢迎消息        client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString()));        //实现每隔两秒钟给服务器发一个消息        //这里我们使用了一个定时器        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();    }  }}


 

我们还要实现在客户端一直监听消息的机制,而不是一次性接收.请注意下面红色的部分

 

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个Socket      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //连接到指定服务器的指定端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.connect.aspx      socket.Connect("localhost", 4530);      Console.WriteLine("connect to the server");      //实现接受消息的方法      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginreceive.aspx       socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage),socket);      Console.Read();    }    static byte[] buffer = new byte[1024];    public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar)    {      try      {        var socket = ar.AsyncState as Socket;        //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.endreceive.aspx        var length = socket.EndReceive(ar);        //读取出来消息内容        var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length);        //显示消息        Console.WriteLine(message);        //接收下一个消息(因为这是一个递归的调用,所以这样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);      }    }  }}


重新调试起来,看起来的效果如下图所示

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我们继续做下面的实验,一步一步地研究Socket通讯中可能遇到的一些问题

请先关闭掉客户端这个程序,而不要关闭服务端程序,这时会发现一个错误

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这个错误很容易理解,因为客户端已经关闭,也就是客户端那个Socket已经不存在了,服务器还继续向它发送消息当然会出错。所以,从可靠性方面的考虑,我们必须在发送消息之前检测Socket的活动状态

 

第七步:检测客户端的活动状态

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      //开始接受客户端连接请求      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginaccept.aspx      socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) =>      {        //这就是客户端的Socket实例,我们后续可以将其保存起来        var client = socket.EndAccept(ar);        //给客户端发送一个欢迎消息        client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString()));        //实现每隔两秒钟给服务器发一个消息        //这里我们使用了一个定时器        var timer = new System.Timers.Timer();        timer.Interval = 2000D;        timer.Enabled = true;        timer.Elapsed += (o, a) =>        {          //检测客户端Socket的状态          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();    }  }}


上面代码的逻辑很清楚,但有时候还是会触发那个SocketException。为什么呢?这是因为我们的Timer是每隔两秒钟检查一次,那么就很可能有一种情况,我们检查的时候,它还是连接状态,消息发出去之后,它断开了。这种情况肯定是存在的。所以要用Try..catch的结构

 

目前我们实现的场景很简单,服务器只管发消息,客户端只管收消息。但实际工作中,可能希望服务器和客户端都能收发消息。请看下一节

 

第八步:实现双向收发消息

先看服务端的修改

 

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      //开始接受客户端连接请求      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginaccept.aspx      socket.BeginAccept(new AsyncCallback((ar) =>      {        //这就是客户端的Socket实例,我们后续可以将其保存起来        var client = socket.EndAccept(ar);        //给客户端发送一个欢迎消息        client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at "+DateTime.Now.ToString()));        //实现每隔两秒钟给服务器发一个消息        //这里我们使用了一个定时器        var timer = new System.Timers.Timer();        timer.Interval = 2000D;        timer.Enabled = true;        timer.Elapsed += (o, a) =>        {          //检测客户端Socket的状态          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();        //接收客户端的消息(这个和在客户端实现的方式是一样的)        client.BeginReceive(buffer,0,buffer.Length,SocketFlags.None,new AsyncCallback(ReceiveMessage),client);      }), null);      Console.WriteLine("Server is ready!");      Console.Read();    }    static byte[] buffer = new byte[1024];    public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar)    {      try      {        var socket = ar.AsyncState as Socket;        //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.endreceive.aspx        var length = socket.EndReceive(ar);        //读取出来消息内容        var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length);        //显示消息        Console.WriteLine(message);        //接收下一个消息(因为这是一个递归的调用,所以这样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);      }    }  }}

可以看出来,为了让服务器可以接受消息,其实并不需要什么特别的设计,与客户端接受消息其实可以是一样的



 

 

再来看看客户端的修改

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//导入的命名空间using System.Net.Sockets;namespace SocketClient{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个Socket      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //连接到指定服务器的指定端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.connect.aspx      socket.Connect("localhost", 4530);      Console.WriteLine("connect to the server");      //实现接受消息的方法      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginreceive.aspx      socket.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), socket);      //接受用户输入,将消息发送给服务器端      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);      }    }    static byte[] buffer = new byte[1024];    public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar)    {      try      {        var socket = ar.AsyncState as Socket;        //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.endreceive.aspx        var length = socket.EndReceive(ar);        //读取出来消息内容        var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length);        //显示消息        Console.WriteLine(message);        //接收下一个消息(因为这是一个递归的调用,所以这样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);      }    }  }}


我在这里做了一个死循环,用户可以不断地输入,这些消息会被发送给服务器。如下图所示

image

【备注】因为服务器每隔两秒钟会发送新消息过来,所以在输入的时候,动作要稍快一点啦

 

本文最后探讨一个问题,就是如何让我们的服务器可以支持多个客户端

 

第九步:支持多个客户端

这个步骤只需要修改服务端程序即可

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;//额外导入的两个命名空间using System.Net.Sockets;using System.Net;namespace SocketServer{  class Program  {    /// <summary>    /// Socket Server 演示    /// 作者:陈希章    /// </summary>    /// <param name="args"></param>    static void Main(string[] args)    {      //创建一个新的Socket,这里我们使用最常用的基于TCP的Stream Socket(流式套接字)      var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);      //将该socket绑定到主机上面的某个端口      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.bind.aspx      socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4530));      //启动监听,并且设置一个最大的队列长度      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.listen(v=VS.100).aspx      socket.Listen(4);      //开始接受客户端连接请求      //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.beginaccept.aspx       socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ClientAccepted), socket);      Console.WriteLine("Server is ready!");      Console.Read();    }    public static void ClientAccepted(IAsyncResult ar)    {      var socket = ar.AsyncState as Socket;      //这就是客户端的Socket实例,我们后续可以将其保存起来      var client = socket.EndAccept(ar);      //给客户端发送一个欢迎消息      client.Send(Encoding.Unicode.GetBytes("Hi there, I accept you request at " + DateTime.Now.ToString()));      //实现每隔两秒钟给服务器发一个消息      //这里我们使用了一个定时器      var timer = new System.Timers.Timer();      timer.Interval = 2000D;      timer.Enabled = true;      timer.Elapsed += (o, a) =>      {        //检测客户端Socket的状态        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();      //接收客户端的消息(这个和在客户端实现的方式是一样的)      client.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveMessage), client);      //准备接受下一个客户端请求      socket.BeginAccept(new AsyncCallback(ClientAccepted), socket);    }    static byte[] buffer = new byte[1024];    public static void ReceiveMessage(IAsyncResult ar)    {      try      {        var socket = ar.AsyncState as Socket;        //方法参考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.socket.endreceive.aspx        var length = socket.EndReceive(ar);        //读取出来消息内容        var message = Encoding.Unicode.GetString(buffer, 0, length);        //显示消息        Console.WriteLine(message);        //接收下一个消息(因为这是一个递归的调用,所以这样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);      }    }  }}


最后调试起来看到的效果如下图

image

 

本文源代码,可以通过这里下载 http://files.cnblogs.com/chenxizhang/SocketWorkshop.rar