.NET下WPF學習之Socket通信

Socket通信

關於Socket

Socket作為進程通信的機制，是處於網絡層中的應用層，說白了就是兩個程序間通信用的。

它的形式與電話插座類似，電話的通話雙方相當於兩個互相通信的程序，電話號相當於IP。

 

網絡通信三要素

• IP地址(網絡上主機設備的唯一標識，識別一台唯一的主機)
• 端口號(定位程序，確定兩個通信的程序)

　　　 有效端口:0~65535,其中0~1023由系統使用，稱為公認端口，他們緊密綁定與一些服務。從1024~49151是一些松散的綁定於一些服務，需要注冊的一些端口，稱為注冊端口，剩下的49152~65535為動態端口、私有端口，我們一般開發都是使用這一頻段的端口.

• 傳輸協議(用什么樣的方式進行交互)

     　　常見協議:TCP(面向連接,提供可靠的服務),UDP(無連接,傳輸速度快)，一般使用TCP。

服務端於客戶端Socket通信流程

 

 重點記憶兩個端的步驟：

服務端：                                                                                         客戶端：

1、創建Socket對象（負責偵聽） 　　　　　　　　　　　　　　1、創建Socket對象

2、綁定端口　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  2、連接服務器端

3、開啟偵聽　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  3、發送消息、接受消息

4、開始接受客戶端連接（不斷接收，涉及多線程）　　　　　　  4、停止連接

5、創建一個代理Socket對象（負責通信）             　　　　　　  5、關閉Socket對象

6、發送、接收消息

7、關閉Socket對象

實現代碼

服務端XAML代碼(客戶端類似)：

<Window x:Class="SocketDemo.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:SocketDemo"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="472.5" Width="605">
    <StackPanel>
        <Canvas Margin="10,20" Height="30">
            <Label Content="IP:" Height="30" Width="30"  FontSize="18" HorizontalContentAlignment="Center" Canvas.Left="8"/>
            <TextBox x:Name="txtIp" Text="192.168.0.4" Height="30" Width="150" FontSize="20" HorizontalContentAlignment="Center" Canvas.Left="41" />
            <Label Content="Port:" Height="30" Width="50" FontSize="18" HorizontalContentAlignment="Center" Canvas.Left="210"/>
            <TextBox x:Name="txtPort" Text="45000"  Height="30" Width="150" FontSize="20" HorizontalContentAlignment="Center" Canvas.Left="263"  />
            <Button x:Name="btnStartServer" Content="開啟服務" Height="30" Width="100" Canvas.Left="460"/>
        </Canvas>
        <TextBox Name="txtLog" Height="300" AcceptsReturn="True" TextWrapping="Wrap"></TextBox>
        <Canvas Margin="0,20" Height="30">
            <TextBox x:Name="txtMsg" Height="30" Width="450" FontSize="20" HorizontalContentAlignment="Center" Canvas.Left="0" />
            <Button x:Name="btnSendMsg" Content="發送消息" Height="30" Width="100" Canvas.Left="470" />
        </Canvas>
    </StackPanel>
</Window>

具體服務端實現：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Data;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Navigation;
using System.Windows.Shapes;

namespace SocketDemo
{
    /// <summary>
    /// MainWindow.xaml 的交互邏輯
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        List<Socket> clientScoketLis = new List<Socket>();//存儲連接服務器端的客戶端的Socket
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            Loaded += MainWindow_Loaded;
            btnStartServer.Click += BtnStartServer_Click;//事件注冊
            btnSendMsg.Click += BtnSendMsg_Click;
            Closing += MainWindow_Closing;
        }


        private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            ClientWindows clientWindows = new ClientWindows();
            clientWindows.Show();
        }
        /// <summary>
        /// 關閉事件
        /// </summary>
        private void MainWindow_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
        {
            //使用foreach出現 “集合已修改；可能無法執行枚舉操作”,ClientExit源於方法中對list集合進行了Remove，所造成的異常。
            //msdn的解釋：foreach 語句是對枚舉數的包裝，它只允許從集合中讀取，不允許寫入集合。也就是,不能在foreach里遍歷的時侯把它的元素進行刪除或增加的操作的
            //foreach (var socket in clientScoketLis)
            //{
            //    ClientExit(null , socket);
            //}
            //改成for循環即可
            for (int i = 0; i < clientScoketLis.Count; i++)//向每個客戶端說我下線了
            {
                ClientExit(null, clientScoketLis[i]);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 開啟服務事件
        /// </summary>
        private void BtnStartServer_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            //1、創建Socket對象
            //參數：尋址方式，當前為Ivp4  指定套接字類型   指定傳輸協議Tcp；
            Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork , SocketType.Stream , ProtocolType.Tcp);
            //2、綁定端口、IP
            IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(this.txtIp.Text) , int.Parse(txtPort.Text)); 
            socket.Bind(iPEndPoint);
            //3、開啟偵聽   10為隊列最多接收的數量
            socket.Listen(10);//如果同時來了100個連接請求，只能處理一個,隊列中10個在等待連接的客戶端，其他的則返回錯誤消息。

            //4、開始接受客戶端的連接  ，連接會阻塞主線程，故使用線程池。
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AcceptClientConnect),socket);


        }
        /// <summary>
        /// 線程池線程執行的接受客戶端連接方法
        /// </summary>
        /// <param name="obj">傳入的Socket</param>
        private void AcceptClientConnect(object obj)
        {
            //轉換Socket
            var serverSocket = obj as Socket;

            AppendTxtLogText("服務端開始接收客戶端連接！");

            //不斷接受客戶端的連接
            while (true)
            {
                //5、創建一個負責通信的Socket
                Socket proxSocket = serverSocket.Accept();
                AppendTxtLogText(string.Format("客戶端：{0}連接上了！", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString()));
                //將連接的Socket存入集合
                clientScoketLis.Add(proxSocket);
                //6、不斷接收客戶端發送來的消息
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(ReceiveClientMsg) , proxSocket);
            }

        }
        /// <summary>
        /// 不斷接收客戶端信息子線程方法
        /// </summary>
        /// <param name="obj">參數Socke對象</param>
        private void ReceiveClientMsg(object obj)
        {
            var proxSocket = obj as Socket;
            //創建緩存內存，存儲接收的信息   ,不能放到while中，這塊內存可以循環利用
            byte[] data = new byte[1020*1024];
            while (true)
            {
                int len;
                try
                {
                    //接收消息,返回字節長度
                    len = proxSocket.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    //7、關閉Socket
                    //異常退出
                    try
                    {
                        ClientExit(string.Format("客戶端：{0}非正常退出", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString()), proxSocket);
                    }
                    catch (Exception)
                    {
                    }
                    return;//讓方法結束，終結當前客戶端數據的異步線程，方法退出，即線程結束
                }

                if (len <= 0)//判斷接收的字節數
                {
                    //7、關閉Socket
                    //小於0表示正常退出
                    try
                    {
                        ClientExit(string.Format("客戶端：{0}正常退出", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString()), proxSocket);
                    }
                    catch (Exception)
                    {
                    }
                    return;//讓方法結束，終結當前客戶端數據的異步線程，方法退出，即線程結束
                }
                //將消息顯示到TxtLog
                string msgStr = Encoding.Default.GetString(data , 0 , len);
                //拼接字符串
                AppendTxtLogText(string.Format("接收到客戶端：{0}的消息：{1}" , proxSocket.RemoteEndPoint.ToString() , msgStr));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 消息發送事件
        /// </summary>
        private void BtnSendMsg_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            foreach (Socket proxSocket in clientScoketLis)
            {
                if (proxSocket.Connected)//判斷客戶端是否還在連接
                {
                    byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(this.txtMsg.Text);
                    //6、發送消息
                    proxSocket.Send(data , 0 , data.Length , SocketFlags.None); //指定套接字的發送行為
                    this.txtMsg.Text = null;
                }
            }
        }
        /// <summary>
        /// 向文本框中追加信息
        /// </summary>
        /// <param name="str"></param>
        private void AppendTxtLogText( string str)
        {
            if (!(txtLog.Dispatcher.CheckAccess()))//判斷跨線程訪問
            {
                ////同步方法
                //this.Dispatcher.Invoke(new Action<string>( s => 
                //{
                //    this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}" , s , txtLog.Text);
                //}) ,str);
                //異步方法
                this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action<string>(s =>
                {
                    this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}", s, txtLog.Text);
                }), str);
            }
            else
            { 
            this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}", str, txtLog.Text);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 客戶端退出調用
        /// </summary>
        /// <param name="msg"></param>
        private void ClientExit(string msg , Socket proxSocket)
        {
            AppendTxtLogText(msg);
            clientScoketLis.Remove(proxSocket);//移除集合中的連接Socket

            try
            {
                if (proxSocket.Connected)//如果是連接狀態
                {
                    proxSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);//關閉連接
                    proxSocket.Close(100);//100秒超時間
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
            }
        }
    }
}

具體客戶端實現：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Data;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Shapes;

namespace SocketDemo
{
    /// <summary>
    /// ClientWindows.xaml 的交互邏輯
    /// </summary>
    public partial class ClientWindows : Window
    {
        private Socket _socket;
        public ClientWindows()
        {
            InitializeComponent();
            btnSendMsg.Click += BtnSendMsg_Click;//注冊事件
            btnConnect.Click += BtnConnect_Click;
            Closing += ClientWindows_Closing;
        }
        /// <summary>
        /// 窗口關閉事件
        /// </summary>
        private void ClientWindows_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
        {
            ServerExit(null,_socket);//向服務端說我下線了。
        }

        /// <summary>
        /// 連接按鈕事件
        /// </summary>
        private void BtnConnect_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            //1、創建Socket對象
            Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork , SocketType.Stream , ProtocolType.Tcp);
            _socket = socket;
            //2、連接服務器,綁定IP 與 端口
            IPEndPoint iPEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(txtIp.Text) , int.Parse(txtPort.Text));   
            try
            {
                socket.Connect(iPEndPoint);
            }
            catch (Exception)
            {
                MessageBox.Show("連接失敗，請重新連接!","提示");
                return;
            }
            //3、接收消息
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(ReceiveServerMsg),socket);
        }

        /// <summary>
        /// 不斷接收客戶端信息子線程方法
        /// </summary>
        /// <param name="obj">參數Socke對象</param>
        private void ReceiveServerMsg(object obj)
        {
            var proxSocket = obj as Socket;
            //創建緩存內存，存儲接收的信息   ,不能放到while中，這塊內存可以循環利用
            byte[] data = new byte[1020 * 1024];
            while (true)
            {
                int len;
                try
                {
                    //接收消息,返回字節長度
                    len = proxSocket.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    //7、關閉Socket
                    //異常退出
                    try
                    {
                        ServerExit(string.Format("服務端：{0}非正常退出", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString()), proxSocket);
                    }
                    catch (Exception)
                    {
 
                    }
                    return;//讓方法結束，終結當前客戶端數據的異步線程，方法退出，即線程結束
                }

                if (len <= 0)//判斷接收的字節數
                {
                    //7、關閉Socket
                    //小於0表示正常退出
                    try
                    {
                        ServerExit(string.Format("服務端：{0}正常退出", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString()), proxSocket);
                    }
                    catch (Exception)
                    {

                    }
                    return;//讓方法結束，終結當前客戶端數據的異步線程，方法退出，即線程結束
                }
                //將消息顯示到TxtLog
                string msgStr = Encoding.Default.GetString(data, 0, len);
                //拼接字符串
                AppendTxtLogText(string.Format("接收到服務端：{0}的消息：{1}", proxSocket.RemoteEndPoint.ToString(), msgStr));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 客戶端退出調用
        /// </summary>
        /// <param name="msg"></param>
        private void ServerExit(string msg, Socket proxSocket)
        {
            AppendTxtLogText(msg);
            try
            {
                if (proxSocket.Connected)//如果是連接狀態
                {
                    proxSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);//關閉連接
                    proxSocket.Close(100);//100秒超時間
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
            }
        }

        /// <summary>
        /// 發送信息按鈕事件
        /// </summary>
        private void BtnSendMsg_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(this.txtMsg.Text);
            //6、發送消息
            _socket.Send(data, 0, data.Length, SocketFlags.None); //指定套接字的發送行為
            this.txtMsg.Text = null;
        }

        /// <summary>
        /// 向文本框中追加信息
        /// </summary>
        /// <param name="str"></param>
        private void AppendTxtLogText(string str)
        {
            if (!(txtLog.Dispatcher.CheckAccess()))//判斷跨線程訪問
            {
                ////同步方法
                //this.Dispatcher.Invoke(new Action<string>( s => 
                //{
                //    this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}" , s , txtLog.Text);
                //}) ,str);
                //異步方法
                this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action<string>(s =>
                {
                    this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}", s, txtLog.Text);
                }), str);
            }
            else
            {
                this.txtLog.Text = string.Format("{0}\r\n{1}", str, txtLog.Text);
            }
        }
    }
}

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