异步Socket服务器与客户端

 

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：

效果，如下：