C# Socket編程實現簡單的局域網聊天器


前言

最近在學習C# Socket相關的知識,學習之余,動手做了一個簡單的局域網聊天器。有萌生做這個的想法,主要是由於之前家里兩台電腦之間想要傳輸文件十分麻煩,需要借助QQ,微信或者其他第三方應用,基本都要登錄,而且可能傳輸的文件還有大小限制,壓縮問題。所以本聊天器的首要目標就是解決這兩個問題,做到使用方便(雙擊啟動即用),傳文件無限制。
廢話不多說,先上圖。S-Chat是服務端,C-Chat是客戶端,兩者除了客戶端首次啟動后需要設置一下連接的IP地址外,無其他區別。操作與界面都完全相同,對於用戶來說,基本不用在意誰是服務端誰是客戶端。

編碼

服務端監聽接口

服務端主要負責開啟監聽線程,等待客戶端接入

public void StartListen()
{
    // 創建Socket對象 new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)
    Socket socket = GetSocket();
    // 將套接字與IPEndPoint綁定
    socket.Bind(this.GetIPEndPoint());
    // 開啟監聽 僅支持一個連接
    socket.Listen(1);
    // 開啟線程等待客戶端接入,避免堵塞
    Thread acceptThread = new Thread(new ThreadStart(TryAccept));
    acceptThread.IsBackground = true;
    acceptThread.Start();
}

public void TryAccept()
{
    Socket socket = GetSocket();
    while (true)
    {
        try
        {
            Socket connectedSocket = socket.Accept()
            this.ConnectedSocket = connectedSocket;
            OnConnect();  // 連接成功回調
            this.StartReceive();  // 開始接收線程
            break;
        }
        catch (Exception e)
        {
        }
    }
}

客戶端連接接口

客戶端主要負責開啟連接線程,每隔2秒,自動嘗試連接服務端

public void StartConnect()
{
    Thread connectThread = new Thread(new ThreadStart(TryConnect));
    connectThread.IsBackground = true;
    connectThread.Start();
}

public void TryConnect()
{
    Socket socket = GetSocket();
    while (true)
    {
        try
        {
            socket.Connect(this.GetIPEndPoint());
            this.ConnectedSocket = socket;
            OnConnect();  // 連接成功回調
            this.StartReceive();
            break;
        }
        catch (Exception e)
        {
            Thread.Sleep(TryConnectInterval);  // 指定間隔后重新嘗試連接
        }
    }
}

文字發送,文件發送,接收文字,接收文件等通用接口主要實現在ChatBase類中,是服務端與客戶端的共同父類。

文字發送接口

發送數據的第一位表示發送信息的類型,0表示字符串文字,1表示文件
然后獲取待發送字符串的長度,使用long類型表示,占用8個字節
共發送的字節數據可以表示為頭部(類型 + 字符串字節長度,共9個字節)+ 實際字符串字節數據

public bool Send(string msg)
{
    if (ConnectedSocket != null && ConnectedSocket.Connected)
    {
        byte[] buffer = UTF8.GetBytes(msg);  
        byte[] len = BitConverter.GetBytes((long)buffer.Length);  
        byte[] content = new byte[1 + len.Length + buffer.Length];  
        content[0] = (byte)ChatType.Str;  // 發送信息類型,字符串
        Array.Copy(len, 0, content, 1, len.Length);  // 字符串字節長度
        Array.Copy(buffer, 0, content, 1 + len.Length, buffer.Length);  // 實際字符串字節數據
        try
        {
            ConnectedSocket.Send(content);
            return true;
        }
        catch (Exception e)
        {
        }
    }
    return false;
}

文件發送接口

與字符串發送相同的頭部可以表示為(類型 + 文件長度,共9個字節)
還需要再加上待發送的文件名的長度,與文件名字節數據
共發送的字節數據可以表示為頭部(類型 + 文件長度,共9個字節)+ 文件名頭部(文件名長度 + 文件名字節數據)+ 實際文件數據

public bool SendFile(string path)
{
    if (ConnectedSocket != null && ConnectedSocket.Connected)
    {
        try
        {
            FileInfo fi = new FileInfo(path);
            byte[] len = BitConverter.GetBytes(fi.Length);  
            byte[] name = UTF8.GetBytes(fi.Name); 
            byte[] nameLen = BitConverter.GetBytes(name.Length); 
            byte[] head = new byte[1 + len.Length + nameLen.Length + name.Length];
            head[0] = (byte)ChatType.File;  // 加上信息發送類型
            Array.Copy(len, 0, head, 1, len.Length);  // 加上文件長度
            Array.Copy(nameLen, 0, head, 1 + len.Length, nameLen.Length);  // 加上文件名長度
            Array.Copy(name, 0, head, 1 + len.Length + nameLen.Length, name.Length);  // 加上文件名字節數據
            ConnectedSocket.SendFile(
                path,
                head,
                null,
                TransmitFileOptions.UseDefaultWorkerThread
            );
            return true;
        }
        catch(Exception e)
        {
        }
    }
    return false;
}

信息接收接口(文字與文件)

主要是解析接收到的字節數據,根據字符串或文件的類型進行處理

public void Receive()
{
    if (ConnectedSocket != null)
    {
        while (true)
        {
            try
            {
                // 讀取公共頭部
                byte[] head = new byte[9];
                ConnectedSocket.Receive(head, head.Length, SocketFlags.None);
                int len = BitConverter.ToInt32(head, 1);
                if (head[0] == (byte) ChatType.Str)
                {
                    // 接收字符串
                    byte[] buffer = new byte[len];
                    ConnectedSocket.Receive(buffer, len, SocketFlags.None);
                    OnReceive(ChatType.Str, UTF8.GetString(buffer));
                }
                else if(head[0] == (byte)ChatType.File)
                {
                    // 接收文件
                    if (!Directory.Exists(dirName))
                    {
                        Directory.CreateDirectory(dirName);
                    }
                    // 讀取文件名信息
                    byte[] nameLen = new byte[4];
                    ConnectedSocket.Receive(nameLen, nameLen.Length, SocketFlags.None);
                    byte[] name = new byte[BitConverter.ToInt32(nameLen, 0)];
                    ConnectedSocket.Receive(name, name.Length, SocketFlags.None);
                    string fileName = UTF8.GetString(name);
                    // 讀取文件內容並寫入
                    int readByte = 0;
                    int count = 0;
                    byte[] buffer = new byte[1024 * 8];
                    string filePath = Path.Combine(dirName, fileName);
                    if (File.Exists(filePath))
                    {
                        File.Delete(filePath);
                    }
                    using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Append, FileAccess.Write))
                    {
                        while (count != len)
                        {
                            int readLength = buffer.Length;
                            if(len - count < readLength)
                            {
                                readLength = len - count;
                            }
                            readByte = ConnectedSocket.Receive(buffer, readLength, SocketFlags.None);
                            fs.Write(buffer, 0, readByte);
                            count += readByte;
                        }
                    }
                    OnReceive(ChatType.File, fileName);  
                }
                else
                {
                    // 未知類型
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
            }
        }
    }
}

使用

  • 第一次使用,客戶端需要設置待連接的IP地址。之后再啟動會自動連接

    1. 雙擊服務端exe啟動,點擊設置,查看IP地址項

    2. 雙擊客戶端exe啟動,點擊設置,在IP地址項,輸入服務端查看到的IP地址

  • 設置成功后,等待大約一兩秒,應用cion變成綠色,即表示連接成功,可以正常發送文字和文件了

  • 可以點擊選擇文件(支持選擇多個文件),發送文件

  • 支持直接拖拽文件到輸入框,發送文件

  • 支持Ctrl+Enter快捷鍵發送

  • 接收到的文件自動存放在exe所在目錄的ChatFiles文件夾下

注意事項

  • 客戶端服務端需要在同一個局域網下才能實現連接
  • 服務端IP地址是不支持修改的,自動讀取本機的IP地址

源碼

  • 完整代碼放在GitHub上,點擊查看
  • 預編譯好的可運行exe程序,在倉庫的Release目錄,也可以直接通過百度雲下載,提取碼v4pe


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