C# Socket編程筆記

看到這個題目，是不是很眼熟？在博客園裡搜下，保證會發現關於這個東東的文章實在是太多了~~~真得是沒有寫得必要，而且我也有點懶得去琢磨字句。（看到這，肯定得來個轉折的了，不然就看不到下文了，不是嗎）但是，為了自己下一篇要寫的文章做參考，還是有必要先補充一下socket基礎知識。

注意：如果你已經接觸過socket，那就沒什麼必要耽誤時間看下去了。另外，如果發現其中任何錯誤，歡迎直接指出。

1.按慣例先來介紹下socket

Windows中的很多東西都是從Unix領域借鑒過來的，Socket也是一樣。在Unix中，socket代表了一種文件描述符（在Unix中一切都是以文件為單位），而這裡這個描述符則是用於描述網絡訪問的。什麼意思呢？就是程序員可以通過socket來發送和接收網絡上的數據。你也可以理解成是一個API。有了它，你就不用直接去操作網卡了，而是通過這個接口，這樣就省了很多復雜的操作。

在C#中，MS為我們提供了 System.Net.Sockets 命名空間，裡面包含了Socket類。

2.有了socket，那就可以用它來訪問網絡了

不過你不要高興得太早，要想訪問網絡，還得有些基本的條件（和編程無關的我就不提了）：a. 要確定本機的IP和端口，socket只有與某一IP和端口綁定，才能發揮強大的威力。b. 得有協議吧（否則誰認得你這發送到網絡的是什麼呀）。想要復雜的，我們可以自己來定協議。但是這個就不在這篇裡提了，我這裡介紹兩種大家最熟悉不過的協議：TCP & UDP。（別說你不知道，不然...不然...我不告訴你）

如果具備了基本的條件，就可以開始用它們訪問網絡了。來看看步驟吧：

a. 建立一個套接字

b. 綁定本機的IP和端口

c. 如果是TCP，因為是面向連接的，所以要利用ListenO（）方法來監聽網絡上是否有人給自己發東西;如果是UDP，因為是無連接的，所以來者不拒。

d. TCP情況下，如果監聽到一個連接，就可以使用accept來接收這個連接，然後就可以利用Send/Receive來執行操作了。而UDP，則不需要accept， 直接使用SendTo/ReceiveFrom來執行操作。（看清楚哦，和TCP的執行方法有區別，因為UDP不需要建立連接，所以在發送前並不知道對方的IP和端口，因此需要指定一個發送的節點才能進行正常的發送和接收）

e.如果你不想繼續發送和接收了，就不要浪費資源了。能close的就close吧。

如果看了上面文字，你還不清楚的話，就來看看圖好了：

面向連接的套接字系統調用時序

無連接的套接字系統調用時序

3.開始動手敲~~代碼（簡單的代碼）

首先我們來寫個面向連接的

TCPServer

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
namespace tcpserver
{
    /// <summary>
    /// Class1 的摘要說明。
    /// </summary>
    class server
    {
        /// <summary>
        /// 應用程序的主入口點。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            //
            // TODO: 在此處添加代碼以啟動應用程序
            //
            int recv;//用於表示客戶端發送的信息長度
            byte[] data=new byte[1024];//用於緩存客戶端所發送的信息,通過socket傳遞的信息必須為字節數組
            IPEndPoint ipep=new IPEndPoint(IPAddress.Any,9050);//本機預使用的IP和端口
            Socket newsock=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
            newsock.Bind(ipep);//綁定
            newsock.Listen(10);//監聽
            Console.WriteLine("waiting for a client");
            Socket client=newsock.Accept();//當有可用的客戶端連接嘗試時執行，並返回一個新的socket,用於與客戶端之間的通信
            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);//發送信息
            while(true)
            {//用死循環來不斷的從客戶端獲取信息
                data=new byte[1024];
                recv=client.Receive(data);
                Console.WriteLine("recv="+recv);
                if (recv==0)//當信息長度為0，說明客戶端連接斷開
                    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 的摘要說明。
    /// </summary>
    class client
    {
        /// <summary>
        /// 應用程序的主入口點。
        /// </summary>
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            //
            // TODO: 在此處添加代碼以啟動應用程序
            //
            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);//服務器的IP和端口
            try
            {
                //因為客戶端只是用來向特定的服務器發送信息，所以不需要綁定本機的IP和端口。不需要監聽。
                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();
        }
    }
}

下面在給出無連接的(實在是太懶了，下面這個是直接復制別人的)

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);//定義一網絡端點
            Socket newsock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);//定義一個Socket
            newsock.Bind(ipep);//Socket與本地的一個終結點相關聯
            Console.WriteLine("Waiting for a client..");
            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);//定義要發送的計算機的地址
            EndPoint Remote = (EndPoint)(sender);//
            recv = newsock.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受數據           
            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];//定義一個數組用來做數據的緩沖區
            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);//將數據發送到指定的終結點
            IPEndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            EndPoint Remote = (EndPoint)sender;
            data = new byte[1024];
            int recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//接受來自服務器的數據
            Console.WriteLine("Message received from{0}:", Remote.ToString());
            Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv));
            while (true)//讀取數據
            {
                input = Console.ReadLine();//從鍵盤讀取數據
                if (input == "text")//結束標記
                {
                    break;
                }
                server.SendTo(Encoding.ASCII.GetBytes(input), Remote);//將數據發送到指定的終結點Remote
                data = new byte[1024];
                recv = server.ReceiveFrom(data, ref Remote);//從Remote接受數據
                stringData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, recv);
                Console.WriteLine(stringData);
            }
            Console.WriteLine("Stopping client");
            server.Close();
        }
    }
}

上面的示例只是簡單的應用了socket來實現通信，你也可以實現異步socket、IP組播 等等。

MS還為我們提供了幾個助手類：TcpClient類、TcpListener類、UDPClient類。這幾個類簡化了一些操作，所以你也可以利用這幾類來寫上面的代碼，但我個人還是比較習慣直接用socket來寫。

既然快寫完了，那我就再多啰嗦幾句。在需要即時響應的軟件中，我個人更傾向使用UDP來實現通信，因為相比TCP來說，UDP占用更少的資源，且響應速度快，延時低。至於UDP的可靠性，則可以通過在應用層加以控制來滿足。當然如果可靠性要求高的環境下，還是建議使用TCP。