iOS之 TCP socket网络编程 demo

一、Socket简介

Socket是进程通讯的一种方式，即调用这个网络库的一些API函数实现分布在不同主机的相关进程之间的数据交换。

几个定义：

（1）IP地址：即依照TCP/IP协议分配给本地主机的网络地址，两个进程要通讯，任一进程首先要知道通讯对方的位置，即对方的IP。

（2）端口号：用来辨别本地通讯进程，一个本地的进程在通讯时均会占用一个端口号，不同的进程端口号不同，因此在通讯前必须要分配一个没有被访问的端口号。

（3）连接：指两个进程间的通讯链路。

（4）半相关：网络中用一个三元组可以在全局唯一标志一个进程：

（协议，本地地址，本地端口号）

这样一个三元组，叫做一个半相关,它指定连接的每半部分。

（4）全相关：一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成，并且只能使用同一种高层协议。也就是说，不可能通信的一端用TCP协议，而另一端用UDP协议。因此一个完整的网间通信需要一个五元组来标识：

（协议，本地地址，本地端口号，远地地址，远地端口号）

这样一个五元组，叫做一个相关（association），即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的相关，或完全指定组成一连接。

二、客户/服务器模式

在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器（Client/Server, C/S）模式，即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。客户/服务器模式的建立基于以下两点：

（1）首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用。

（2）其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基于客户/服务器模式的TCP/IP。

服务器端：

其过程是首先服务器方要先启动，并根据请求提供相应服务：

（1）打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一公认地址上的某端口（如FTP的端口可能为21）接收客户请求；

（2）等待客户请求到达该端口；

（3）接收到客户端的服务请求时，处理该请求并发送应答信号。接收到并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求（如UNIX系统中用fork、exec）。新进程处理此客户请求，并不需要对其它请求作出应答。服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。

（4）返回第（2）步，等待另一客户请求。

（5）关闭服务器

客户端：

（1）打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口；

（2）向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求……

（3）请求结束后关闭通信通道并终止。

从上面所描述过程可知：

（1）客户与服务器进程的作用是非对称的，因此代码不同。

（2）服务器进程一般是先启动的。只要系统运行，该服务进程一直存在，直到正常或强迫终止。

主要代码：

客户端代码：

//
//  RootViewController.m
//  SocketClient
//
//  Created by Apple on 16/3/5.
//  Copyright © 2016年 liuYuGang. All rights reserved.
//

#import "RootViewController.h"

@interface RootViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *portT;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *serviceIPT;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *textT;

@end

@implementation RootViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view from its nib.
}

- (IBAction)connectService:(id)sender {
flag = 0;
[self initNetworkCommunication];
}
- (IBAction)recviceMsg:(id)sender {
flag = 1;
[self initNetworkCommunication];
}

- (void)initNetworkCommunication
{

CFReadStreamRef readStream;
CFWriteStreamRef writeStream;
CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)self.serviceIPT.text, (int)[self.portT.text integerValue], &readStream, &writeStream);
NSLog(@"%@",self.serviceIPT.text);
_inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *)readStream;
_outputStream = (__bridge_transfer NSOutputStream
*)writeStream;
[_inputStream setDelegate:self];
[_outputStream setDelegate:self];
[_inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_inputStream open];
[_outputStream open];

}
-(void)close
{
[_outputStream close];
[_outputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_outputStream setDelegate:nil];
[_inputStream close];
[_inputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_inputStream setDelegate:nil];
}

-(void)stream:(NSStream *)theStream handleEvent:(NSStreamEvent)streamEvent {
NSString *event;
switch (streamEvent) {
case NSStreamEventNone:
event = @"NSStreamEventNone";
break;
case NSStreamEventOpenCompleted:
event = @"NSStreamEventOpenCompleted";
break;
case NSStreamEventHasBytesAvailable:
event = @"NSStreamEventHasBytesAvailable";
if (flag ==1 && theStream == _inputStream) {
NSMutableData *input = [[NSMutableData alloc] init];
uint8_t buffer[1024];
int len;
while([_inputStream hasBytesAvailable])
{
len = [_inputStream read:buffer maxLength:sizeof(buffer)];
if (len > 0)
{
[input appendBytes:buffer length:len];
}
}
NSString *resultstring = [[NSString alloc] initWithData:input encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"接收:%@",resultstring);
_textT.text = resultstring;
}
break;
case NSStreamEventHasSpaceAvailable:
event = @"NSStreamEventHasSpaceAvailable";
if (flag ==0 && theStream == _outputStream) {
//输出
UInt8 buff[] = "Hello Server!";
[_outputStream write:buff maxLength: strlen((const char*)buff)+1];
//必须关闭输出流否则，服务器端一直读取不会停止，
[_outputStream close];
}
break;
case NSStreamEventErrorOccurred:
event = @"NSStreamEventErrorOccurred";
[self close];
break;
case NSStreamEventEndEncountered:
event = @"NSStreamEventEndEncountered";
NSLog(@"Error:%ld:%@",[[theStream streamError] code], [[theStream streamError] localizedDescription]);
break;
default:
[self close];
event = @"Unknown";
break;
}
NSLog(@"event------%@",event);
}

@end

服务器端代码：

//
//  RootViewController.m
//  SocktService
//
//  Created by Apple on 16/3/5.
//  Copyright © 2016年 liuYuGang. All rights reserved.
//

#import "RootViewController.h"
#import <CoreFoundation/CoreFoundation.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

//#define kPORT 9001
@interface RootViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *portText;
@property (nonatomic,assign)NSInteger kPORT;

@end

@implementation RootViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
- (IBAction)startService:(id)sender {
self.kPORT = [self.portText.text integerValue];
CFSocketRef service;
CFSocketContext CTX = {0,NULL,NULL,NULL,NULL};
service = CFSocketCreate(NULL, PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP,
kCFSocketAcceptCallBack, (CFSocketCallBack)AcceptCallBack, &CTX);
if (service == NULL)
return ;

/* 设置是否重新绑定标志 */
int yes = 1;
/* 设置socket属性 SOL_SOCKET是设置tcp SO_REUSEADDR是重新绑定，yes 是否重新绑定*/
setsockopt(CFSocketGetNative(service), SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
(void *)&yes, sizeof(yes));

/* 设置端口和地址 */
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));             //memset函数对指定的地址进行内存拷贝
addr.sin_len = sizeof(addr);
addr.sin_family = AF_INET;                  //AF_INET是设置 IPv4
addr.sin_port = htons(self.kPORT);                //htons函数 无符号短整型数转换成“网络字节序”
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   //INADDR_ANY有内核分配，htonl函数 无符号长整型数转换成“网络字节序”

/* 从指定字节缓冲区复制，一个不可变的CFData对象*/
CFDataRef address = CFDataCreate(kCFAllocatorDefault, (UInt8*)&addr, sizeof(addr));

/* 设置Socket*/
if (CFSocketSetAddress(service, (CFDataRef)address) != kCFSocketSuccess) {
fprintf(stderr, "Socket绑定失败\n");
CFRelease(service);
return ;
}

/* 创建一个Run Loop Socket源 */
CFRunLoopSourceRef sourceRef = CFSocketCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, service, 0);
/* Socket源添加到Run Loop中 */
CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), sourceRef, kCFRunLoopCommonModes);
CFRelease(sourceRef);

printf("Socket listening on port %d\n", self.kPORT);
/* 运行Loop */
CFRunLoopRun();

}

/* 接收客户端请求后，回调函数  */
void AcceptCallBack(
CFSocketRef socket,
CFSocketCallBackType type,
CFDataRef address,
const void *data,
void *info)
{
CFReadStreamRef readStream = NULL;
CFWriteStreamRef writeStream = NULL;

/* data 参数涵义是，如果是kCFSocketAcceptCallBack类型，data是CFSocketNativeHandle类型的指针 */
CFSocketNativeHandle sock = *(CFSocketNativeHandle *) data;

/* 创建读写Socket流 */
CFStreamCreatePairWithSocket(kCFAllocatorDefault, sock,
&readStream, &writeStream);

if (!readStream || !writeStream) {
close(sock);
fprintf(stderr, "CFStreamCreatePairWithSocket() 失败\n");
return;
}

CFStreamClientContext streamCtxt = {0, NULL, NULL, NULL, NULL};
// 注册两种回调函数
CFReadStreamSetClient(readStream, kCFStreamEventHasBytesAvailable, ReadStreamClientCallBack, &streamCtxt);
CFWriteStreamSetClient(writeStream, kCFStreamEventCanAcceptBytes, WriteStreamClientCallBack, &streamCtxt);

//加入到循环当中
CFReadStreamScheduleWithRunLoop(readStream, CFRunLoopGetCurrent(),kCFRunLoopCommonModes);
CFWriteStreamScheduleWithRunLoop(writeStream, CFRunLoopGetCurrent(),kCFRunLoopCommonModes);

CFReadStreamOpen(readStream);
CFWriteStreamOpen(writeStream);

}

/* 读取流操作 客户端有数据过来时候调用 */
void ReadStreamClientCallBack(CFReadStreamRef stream, CFStreamEventType eventType, void* clientCallBackInfo){

UInt8 buff[255];
CFReadStreamRef inputStream = stream;

if(NULL != inputStream)
{
CFReadStreamRead(stream, buff, 255);
printf("接受到数据：%s\n",buff);
CFReadStreamClose(inputStream);
CFReadStreamUnscheduleFromRunLoop(inputStream, CFRunLoopGetCurrent(),kCFRunLoopCommonModes);
inputStream = NULL;
}
}

/* 写入流操作 客户端在读取数据时候调用 */
void WriteStreamClientCallBack(CFWriteStreamRef stream, CFStreamEventType eventType, void* clientCallBackInfo)
{
CFWriteStreamRef    outputStream = stream;
//输出
UInt8 buff[] = "Hello Client!";
if(NULL != outputStream)
{
CFWriteStreamWrite(outputStream, buff, strlen((const char*)buff)+1);
//关闭输出流
CFWriteStreamClose(outputStream);
CFWriteStreamUnscheduleFromRunLoop(outputStream, CFRunLoopGetCurrent(),kCFRunLoopCommonModes);
outputStream = NULL;
}
}
/*
#pragma mark - Navigation

// In a storyboard-based application, you will often want to do a little preparation before navigation
- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender {
// Get the new view controller using [segue destinationViewController].
// Pass the selected object to the new view controller.
}
*/

@end

最终效果：

服务器端：





客户端：







测试demo下载网址:http://pan.baidu.com/s/1kUlrJLH