黑马程序员 Socket网络编程--聊天室

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一、 网络中进程之间如何通信？

首先解决的问题是：如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起。在本地，可以用进程的PID来唯一标识一个进程，而在网路中则行不通。TCP/IP协议族已解决了这个问题：网络层的“IP地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（Ip地址，协议，端口）就可以标识网络中的进程了，网络中的进程标识就可以利用这个标识与其他进程进行交互。

二、 什么是Socket

用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。通过Socket可以接收和发送网络上的数据。

三、 Socket一般应用模式（服务端和客户端）

1、 服务端的Socket（至少需要两个）

（1） 一个负责接收客户端连接请求（但不负责通信）；

（2） 每成功接收到一个客户端的连接便在服务端产生一个对应的Socket。

2、 客户端的Socket

（1） 必须指定要连接的服务端ip和端口；

（2） 通过创建一个Socket对象来初始化一个到服务端的TCP连接。

四、 Socket的通讯过程

1、 服务端

a) 申请一个socket

b) 绑定到Ip地址和端口

c) 开启监听

d) 等待客户端的连接请求。

2、 客户端

a) 申请一个socket

b) 向服务器发起连接（指明Ip地址和端口号）。

五、 面向连接的套接字调用时序



六、 实例：聊天程序

功能：服务端和客户端互相收发消息，服务端可以接受多个客户端的连接请求，并与之通信。

1、服务端程序：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
//引入命名空间
using System.Net;   //IPAddress、IPEndPoint类
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

namespace Server_END
{
public partial class Server_End : Form
{
public Server_End()
{
InitializeComponent();
//关闭对跨线程非安全代码调用的检查
Server_End.CheckForIllegalCrossThreadCalls =false;
}

//在文本框显示信息
void ShowMsg(string msg)
{
txtRecMsg.AppendText(msg + "\n");
}

//负责监听的Socket
Socket sockWatch = null;
//key：远程主机的ip、端口，value：负责和该主机通信的服务端Socket
Dictionary<string, Socket> dict = new Dictionary<string, Socket>();

//开启监听服务
private void btnStartService_Click(object sender, EventArgs e)
{
//获得文本框中的ip地址的对象
IPAddress ipAddr = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());
//创建包含ip和端口的网络节点对象
IPEndPoint localEP = new IPEndPoint(ipAddr, Convert.ToInt32(txtPort.Text.Trim()));
//创建 服务端 负责监听的Socket对象（使用ipv4，使用流式连接，使用TCP协议传输数据）
sockWatch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//绑定IP和端口
sockWatch.Bind(localEP);
//开始监听
sockWatch.Listen(10);

ShowMsg("服务器已启动监听...");

//创建新线程，处理客户端的连接请求
Thread threadWath = new Thread(WatchAccp);
threadWath.IsBackground = true;
threadWath.Start();
}

/// <summary>
/// 监听连接请求
/// </summary>
void WatchAccp()
{
while (true)
{
//接受连接请求并创建新Socket
Socket sockCon = sockWatch.Accept();
//显示远程主机的ip和端口
lbOnline.Items.Add(sockCon.RemoteEndPoint.ToString());
//添加字典
dict.Add(sockCon.RemoteEndPoint.ToString(), sockCon);

ShowMsg("和客户端已建立连接：" + sockCon.RemoteEndPoint.ToString());

//为新Socket创建线程，负责和客户端通信
object obj = sockCon;
Thread threadCon = new Thread(RecMsg);
threadCon.IsBackground = true;
threadCon.Start(obj);
}
}

/// <summary>
/// 接收消息
/// </summary>
void RecMsg(object obj)
{
Socket sockCon = (Socket)obj;
//创建消息缓冲区
byte[] msgBuffer = new byte[1024 * 1024 * 2];
while (true)
{
//将接收的消息存放到缓冲区，并返回字节数
int count = sockCon.Receive(msgBuffer);
//将字节数据转换为string
string strRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(msgBuffer);
ShowMsg(string.Format("接收自{0}：{1}", sockCon.RemoteEndPoint.ToString(), strRecMsg));
}
}

//发送消息
private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (lbOnline.Text.Trim().Length > 0)
{
string clientEP = lbOnline.Text;
//从字典中查到和某客户端通信的Socket
Socket sockCon = dict[clientEP];
//将string转换为byte数据
byte[] msgBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(txtSndMsg.Text.Trim());
//发送消息
sockCon.Send(msgBuffer);
}
}
}
}

服务端代码分析：
a) Socket.Accept()成员方法，会阻断当前线程，所以需要创建一个新线程执行该操作。
b) 每当有一个客户端连接服务器时，就创建一个Socket负责和客户端通信。这里用Dictionary<string,Socket>泛型，存储两者的对应关系。服务端向客户端发消息时，从Dictionary字典中取出与客户端对应的服务端Socket，然后用该Socket发送消息；
c) Receive方法会阻断当前线程，因此服务端在监听到客户端的连接请求后，就创建一个新线程来执行新连接的通信，接收客户端的消息；
d) CheckForIllegalCrossThreadCalls=false：关闭跨线程访问控件的检查，这里threadWath线程访问了UI线程创建的TextBox控件txtRecMsg，默认是不允许的，所以这里设置该属性为false，就可以跨线程访问了。
2、 客户端代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

namespace Client_END
{
public partial class Client_End : Form
{
public Client_End()
{
InitializeComponent();
Client_End.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
}

//在文本框显示信息
void ShowMsg(string msg)
{
txtRecMsg.AppendText(msg + "\r\n");
}

Socket sockClient = null;
private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)
{
IPAddress ipAddr = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());
IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(ipAddr, Convert.ToInt32(txtPort.Text.Trim()));
sockClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//
sockClient.Connect(remoteEP);
}

private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)
{
byte[] strSndMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(txtSndMsg.Text.Trim());
sockClient.Send(strSndMsg);
ShowMsg("发送了：" + txtSndMsg.Text.Trim());
}
}
}

客户端代码分析：

a) 首先申请一个Socket，指定服务端的ip和端口，请求连接(Connect)；

b) 客户端需要不断的接收服务端的消息，所以创建一个后台线程，不断的循环接收(Receive)消息，如果收到消息，显示出来；

c) 如果服务器关闭了连接，客户端报SocketException异常。捕获该异常，提示“服务器已断开连接”，然后不再继续接收服务端的消息。

六、 实例：异常处理

Server和Client建立连接后，先关闭Client窗口，服务器代码报异常：

“未处理：SocketException 远程主机强迫关闭了一个现有的连接。”

解决办法：try-catch捕获SocketException，然后关闭当前服务端Socket，并中断接收客户端消息。

服务端接收消息的部分代码如下：

void RecMsg(object obj)
{
Socket sockCon = (Socket)obj;
//创建消息缓冲区
byte[] msgBuffer = new byte[1024 * 1024 * 2];
while (true)
{
try
{
//将接收的消息存放到缓冲区，并返回字节数
int count = sockCon.Receive(msgBuffer);
//将字节数据转换为string
string strRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(msgBuffer, 0, count);
ShowMsg("接收自" + sockCon.RemoteEndPoint.ToString() + "：" + strRecMsg);
}
catch (SocketException e)
{
//客户端断开了连接，关闭与之通信的服务端Socket
sockCon.Close();
//不再接收已关闭的客户端消息
break;
}
}
}

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