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异步Socket服务器与客户端

2024-07-03 13:24:52   235人阅读

本文灵感来自Andre Azevedo 在CodeProject上面的一片文章，An Asynchronous Socket Server and Client，讲的是异步的Socket通信。

  • Socket连接(Socket Connection)
  • Socket服务(Socket Service)
  • 连接主机(Connection Host)
  • 加密与压缩(Encrypt与Compress)
  • 请求入队(Enqueuing Requests)
  • 确保发送和接收(Ensure send and recieve)
  • 检查消息头(Check message header)
  • 检查空闲连接(Checking idle connections)
  • 加密服务
  • SSL认证(SSL authentication)
  • 对称认证(Symmetric authentication)
  • 连接创建者(Connection Creator)
  • Socket服务器与Socket侦听者(SocketServer and SocketListener)
  • Socket服务器构造函数与方法(SocketServer constructor and methods)
  • Socket客户端与Socket连接者(SocketClient and SocketConnector)
  • Socket客户端构造函数与方法(SocketClient constructor and methods)
  • 应答演示项目(Echo Demo Project)
  • 主机(Hosts)
  • 服务(Services)
  • 结语(Conclusion)
  • 版本历史(History)

本文仅实现一个相对简单的异步Socket服务器与客户端通信示例。

首先需要说明如下2个问题

1.同步、异步、多线程是什么关系？答：同步是等待返回，相当于阻塞式；异步是不等待返回，是非阻塞式，可以用多线程实现。

2.有些异步方法有两种实现方式, 如BeginAccept()和AcceptAsync(), 这两个方法有什么区别呢?答：  以 Begin 和 End 开头的方法是以 APM(Asynchronous Programming Model)设计方法实现的异步操作, 以 Async 结尾的方法是利用称为 EAP (Event-based Asynchronous Pattern) 的设计方法实现的异步操作。

界面简单如下：

主要代码如下：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
 
namespace Chatting
{
    public abstract class SocketFunc
    {
        //不管是服务端还是客户端, 建立连接后用这个Socket进行通信
        public Socket communicateSocket = null;
 
        //服务端和客户端建立连接的方式稍有不同, 子类会重载
        public abstract void Access(string IP, System.Action AccessAciton);
 
        //发送消息的函数
        public void Send(string message)
        {
            if (communicateSocket.Connected == false)
            {
                throw new Exception("还没有建立连接, 不能发送消息");
            }
            Byte[] msg = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
            communicateSocket.BeginSend(msg,0, msg.Length, SocketFlags.None,
                ar => {
                 
                }, null);
        }
 
        //接受消息的函数
        public void Receive(System.Action<string> ReceiveAction)
        {
            //如果消息超过1024个字节, 收到的消息会分为(总字节长度/1024 +1)条显示
            Byte[] msg = new byte[1024];
            //异步的接受消息
            communicateSocket.BeginReceive(msg, 0, msg.Length, SocketFlags.None,
                ar => {
                    //对方断开连接时, 这里抛出Socket Exception
                    //An existing connection was forcibly closed by the remote host
                        communicateSocket.EndReceive(ar);
                    ReceiveAction(Encoding.UTF8.GetString(msg).Trim(‘\0‘,‘ ‘));
                    Receive(ReceiveAction);
                }, null);
        }
    }
 
 
    public class ServerSocket:SocketFunc
    {
        //服务端重载Access函数
        public override void Access(string IP, System.Action AccessAciton)
        {
            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //本机预使用的IP和端口
            IPEndPoint serverIP = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9050);
            //绑定服务端设置的IP
            serverSocket.Bind(serverIP);
            //设置监听个数
            serverSocket.Listen(1);
            //异步接收连接请求
            serverSocket.BeginAccept(ar =>
                {
                    base.communicateSocket = serverSocket.EndAccept(ar);
                    AccessAciton();
                }, null);
        }
    }
 
    public class ClientSocket:SocketFunc
    {
        //客户端重载Access函数
        public override void Access(string IP, System.Action AccessAciton)
        {
            base.communicateSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            base.communicateSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9051));
             
            //服务器的IP和端口
            IPEndPoint serverIP;
            try
            {
                serverIP = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(IP), 9050);
            }
            catch
            {
                throw new Exception(String.Format("{0}不是一个有效的IP地址!", IP));
            }
             
            //客户端只用来向指定的服务器发送信息,不需要绑定本机的IP和端口,不需要监听
            try
            {
                base.communicateSocket.BeginConnect(serverIP, ar =>
                {
                    AccessAciton();
                }, null);
            }
            catch
            {
                throw new Exception(string.Format("尝试连接{0}不成功!", IP));
            }
        }
    }
}

相关的事件处理程序，如下：

View Code

 

效果，如下：

 


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