Socket异步通信及心跳包同时响应逻辑分析。

有段时间没有更博了，刚好最近在做Socket通信的项目，原理大致内容：【二维码-（加logo）】-->提供主机地址和端口号信息（直接使用【ThoughtWorks.QRCode.dll】比较简单就不赘述了，核心方法直接贴出来）。然后使用手机APP扫描进行连接服务器，然后通过TCP/IP协议进行握手传输，接收到的图片按照一定的规则进行排列。实时使用心跳包进行检测，服务器进行实时响应。

一、二维码+logo核心方法：

引用的命名空间是：using ThoughtWorks.QRCode.Codec;随便用一个控件（比如：Image就可以show出来！）

  /// <summary>
         /// 初始化二维码对象并根据传入的信息进行创建
         /// </summary>
         public Bitmap Inilized_QRCode(string Imformation)
         {
             encoder.QRCodeEncodeMode = QRCodeEncoder.ENCODE_MODE.BYTE;//编码方式(注意：BYTE能支持中文，ALPHA_NUMERIC扫描出来的都是数字)
             encoder.QRCodeScale = ;//大小(值越大生成的二维码图片像素越高)
             encoder.QRCodeVersion = ;//版本(注意：设置为0主要是防止编码的字符串太长时发生错误)
             encoder.QRCodeErrorCorrect = QRCodeEncoder.ERROR_CORRECTION.M;//错误效验、错误更正(有4个等级)
             Bitmap bp = encoder.Encode(Imformation, Encoding.GetEncoding("GB2312"));//进行位图编码
             Image image = bp;
             return bp;
         }

二维码+logo

二、重点分析心跳包与握手协议：

本次采用的是Socket进行异步传输，首先要定义服务器地址和端口号（区分网路上其他主机的唯一标识）；开始之前先申明：本文采用的机制是一个客户端只使用一个Socket，服务器通过端口进行监听，并发响应客户端。

* 服务器

A、定义Socket 和 获取 监听服务器本机地址 端口号

  //监听初始化
         private Socket listener = null;//连接客户端
         private Socket RemoteClient = null;//接收消息

         private int port = ;
         private IPEndPoint listenEP = null;

B、定义好之后开始初始化数据 ，使用AcceptCallback 进行消息回调并等待客户端触发接收数据

   private void RunsSocketServer()
         {
             listener = new Socket(
                  AddressFamily.InterNetwork,
                  SocketType.Stream,
                  ProtocolType.Tcp);
             listener.Bind(listenEP);
             listener.Listen();
             listener.BeginAccept(
                 new AsyncCallback(AcceptCallback),
                 null);

             LB_TXT.Content = "监听已开启" + listener.LocalEndPoint.ToString() + "";

         }

C、回调函数

  private void AcceptCallback(IAsyncResult iar)
         {
             try
             {
                 RemoteClient = listener.EndAccept(iar);
                 //同进程上的线程异步
                 this.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                 {
                     LB_TXT.Content = string.Format("{0}已连接到服务器", RemoteClient.RemoteEndPoint.ToString());
                 });

                 ReceivePicHandShakes();//握手协议及接收图片

             }
             catch (Exception err)
             {
                 this.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                  {
                      LB_TXT.Content = err.Message;
                  });
                 return;
             }
         }

D、通过开辟一个新的线程进行异步接收数据(图中的协议使用XXX代替，请大家根据自己的协议需要进行定义)

   Thread _timers = null;
         private Socket _SocketClient = null;
         byte[] RecvBytes = new byte[];
         private int Numimgs = ;//记录接收成功的张数
         //byte[] ReImgBytes = new byte[8];//接收图片的头字节
         public event ReceivedBitmapHandler ReceivedBitmap;
         private delegate void RestartThread();//定义委托

         public TransferHandler(Socket client)
         {
             _SocketClient = client;
         }

         #region 服务器端
         public void BeginReceive()
         {
             //采用线程直接接收的方式
             _timers = new Thread(StartToReceive);
             _timers.IsBackground = true;
             _timers.Start();
         }
         /// <summary>
         /// 开始接收消息
         /// </summary>
         private void StartToReceive()
         {
             //由于long占8位字节，所以先获取前8位字节数据
             IAsyncResult iar = _SocketClient.BeginReceive(
                 RecvBytes,
                 ,
                 RecvBytes.Length,
                 SocketFlags.None,
                 null,
                 null);
             int len = _SocketClient.EndReceive(iar);
             string ReceivemMsg = Encoding.ASCII.GetString(RecvBytes, , len);
             if (ReceivemMsg.IndexOf("xxx") > )//区分业务消息和心跳检测消息
             {
                 _SocketClient.Send(Encoding.ASCII.GetBytes("xxx"));//回应心跳包
                 RecvBytes = new byte[RecvBytes.Length]; //清空数据
                 StartToReceive();//回应心跳包完成之后继续等待接收
             }
             else if (ReceivemMsg == "xxx")//如果收到这个请求，告诉客户端可以开始发送第一张图片了
             {
                 string order = "xxx";
                 byte[] orderdata = Encoding.ASCII.GetBytes(order);   //把字符串编码为字节
                 _SocketClient.Send(orderdata);
                 RecvBytes = new byte[]; //开始接收图片
                 StartToReceive();//回应指令后完成之后继续等待接收
             }
             else if (ReceivemMsg == "xxx")
             {
                 //停止接收图片
                 string order = "xxxx";//通知客户端已经完成接收这次所有图片，结束传输;
                 byte[] orderdata = Encoding.ASCII.GetBytes(order);   //把字符串编码为字节
                 _SocketClient.Send(orderdata);
                 StartToReceive();
             }
             else
             {
                 int offset = ;
                 int length = BitConverter.ToInt32(RecvBytes, offset);  //先获取文件长度
                 ReceiveFile(length);
             }

         }

         public void ReceiveFile(long filelen)
         {
             MemoryStream ms = new MemoryStream();
             int bytesRead = ;
             long count = ;
             byte[] buffer = new byte[];

             while (count != filelen)
             {
                 try
                 {
                     bytesRead = _SocketClient.Receive(buffer);
                     ms.Write(buffer, , bytesRead);
                     count += bytesRead;
                 }
                 catch (Exception ex)
                 {

                 }
             }
             ReceivedBitmap(new Bitmap(ms));

             //接收完成之后清空数据，继续接收
             buffer = new byte[buffer.Length];//缓存
             RecvBytes = new byte[RecvBytes.Length];//用于接收

             string order = "xxxx";//通知客户端已经收到图片，请继续
             byte[] orderdata = Encoding.ASCII.GetBytes(order);   //把字符串编码为字节
             _SocketClient.Send(orderdata);
             Numimgs++;

             if (Numimgs >= )
             {
                 RecvBytes = new byte[];
                 Numimgs = ;
             }
             StartToReceive(); //接收完成之后继续接收
         }
         #endregion

* 客户端

A、心跳包发送(代码中XXX解释同上）

         #region 心跳检测
         private void HeartBeatsTests()
         {
             Thread sendEcho = new Thread(new ThreadStart(socketSend));
             sendEcho.Start();
             sendEcho.IsBackground = true;
         }

         public void socketSend()
         {
             while (true)
             {
                 Thread.Sleep();//每十秒发一次,响应发3次
                 //备注：IsSendingImgs必须放在sleep底下，防止等待的空余时间发送导致服务端继续接收心跳包
                 if (!IsSendingImgs)//如果是任务还在执行不允许第二次发送,必须要等待完成
                 {
                     try
                     {
                         this.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                         {
                             this.richTextBox.AppendText("开始发送心跳包..." + Environment.NewLine);
                         });
                         client.Send(Encoding.ASCII.GetBytes("xxxx"));//发送心跳暗号
                     }
                     catch (SocketException)
                     {
                         Thread.CurrentThread.Abort();
                         //throw ex;
                     }
                     //标记发送的次数
                     this.MyLostTime++;
                     //如果外发了3次请求暗号后仍不见服务器的回应，则认为客户端已经与服务器断开联系了
                     if (this.MyLostTime >= )
                     {
                         //IsSendingImgs = true;
                         TimeSpan t = DateTime.Now - lastConnect;
                         if (t.TotalSeconds > )
                         {
                             this.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                             {
                                 //this.richTextBox.cont
                                 this.richTextBox.AppendText("与服务器失去联系..." + Environment.NewLine);
                             });
                         }
                         else
                         {

                             this.countnum++;
                             this.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                             {
                                 //this.richTextBox.cont
                                 this.richTextBox.AppendText("服务器响应第" + countnum.ToString() + "次,响应时间是:" + DateTime.Now.ToString() + "；" + Environment.NewLine);
                             });
                         }
                         //每次确定后重置
                         this.MyLostTime = ;
                     }
                 }
                 else
                 {
                     lastConnect = DateTime.Now;//每十秒刷新，防止图片传送任务完成之后导致时间错误;
                 }
             }

         }

         #endregion

B、响应机制（发送图片及接收消息触发停止、开启心跳包代码中XXX解释同上）

         /// <summary>
         /// 协议请求
         /// </summary>
         public void SendSocketData()
         {
             string sendStr = "xxx"; //向服务器发送请求：发送3张图片的指令
             byte[] buffer = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);   //把字符串编码为字节
             _SendQuest.Send(buffer); //发送
             _SendQuest.BeginReceive(Rbuffer, , Rbuffer.Length, , new AsyncCallback(CallbackRuquest), null);//等待接收并回调
         }

         /// <summary>
         /// 回调告诉socket可以执行下一步了
         /// </summary>
         /// <param name="iar"></param>
         private void CallbackRuquest(IAsyncResult arr)
         {
             int aa = _SendQuest.EndReceive(arr);
             string Rc_Msg = Encoding.ASCII.GetString(Rbuffer, , aa);
             if (Rc_Msg == "xxx")
             {
                 khd.IsSendingImgs = false;//启动心跳包--用于接收完成之后继续开启心跳包用
                 Numimgs = ;
                 _SendQuest.BeginReceive(Rbuffer, , Rbuffer.Length, , new AsyncCallback(CallbackRuquest), null);//等待接收并回调
             }
             else
             {
                 //结束接收
                 if (Numimgs >= )
                 {
                     //结束
                     byte[] buffer = Encoding.ASCII.GetBytes("xxx");
                     _SendQuest.Send(buffer);
                     _SendQuest.BeginReceive(buffer, , buffer.Length, , new AsyncCallback(CallbackRuquest), null);//等待接收并回调

                 }
                 else
                 {
                     //接收成功并进行回调

                     if (Rc_Msg.IndexOf("xxx") > )
                     {
                         Socket_Client.lastConnect = DateTime.Now;//重新赋值
                         khd.Dispatcher.BeginInvoke((MethodInvoker)delegate ()
                         {
                             khd.richTextBox.AppendText("接收到服务器的响应消息" + Environment.NewLine);
                         });
                         _SendQuest.BeginReceive(Rbuffer, , Rbuffer.Length, , new AsyncCallback(CallbackRuquest), null);//等待接收并回调
                     }
                     else if (Rc_Msg == "xxx" || Rc_Msg == "xxx")
                     {
                         FileInfo fi = new FileInfo(Filename);//获取文件
                         byte[] len = BitConverter.GetBytes(fi.Length);//文件数据
                                                                       //首先把文件长度发送过去
                         _SendQuest.BeginSendFile(Filename, len, null, TransmitFileOptions.UseDefaultWorkerThread, new AsyncCallback(EndSendback), null);
                         _SendQuest.BeginReceive(Rbuffer, , Rbuffer.Length, , new AsyncCallback(CallbackRuquest), null);//等待接收并回调
                                                                                                                          //清空数据
                         len = new byte[fi.Length];
                         Numimgs++;
                     }
                 }
             }
         }

         /// <summary>
         /// 结束发送
         /// </summary>
         /// <param name="eof"></param>
         private void EndSendback(IAsyncResult eof)
         {
             _SendQuest.EndSendFile(eof);
         }

         /// <summary>
         /// 结束接收
         /// </summary>
         /// <param name="eof"></param>
         private void EndCallback(IAsyncResult eof)
         {
             //结束接收
             _SendQuest.EndReceive(eof);

         }

这边只着重做出如何响应如何发送的逻辑实现，做个笔记。还是蛮有意思的。以下是Demo效果图：

此文的Demo下载地址：Socket心跳通信