與Socket的第一次「約會」

與socket的第一次「約會」

注：這是乙個針對網路開發領域初學者的系列文章，可作為《.net 4.0 物件導向程式設計漫談》一書的擴充閱讀，寫作過程中我假設讀者可以對照閱讀此書的相關章節，不再浪費筆墨重複介紹相關的內容。

對於其他型別的讀者，除非您已經有相應的.net 技術背景與一定的開發經驗，否則，閱讀中可能會遇到困難。

我希望這系列文章能讓讀者領略到網路開發的魅力！

本文如有錯誤，敬請回貼指正。

謝謝大家！

金旭亮

《開篇語—— 無網不勝》

《 ip知多少》

《我在「網」 ** 》

在前面的文章中，我們已經介紹了使用.net平台開發網路應用程式諸如ip位址、網路介面之類的背景知識，本文將介紹.net網路應用程式的主角--socket。如果把socket比喻為一位「美女」，那麼有關她的「愛情故事」實在太多，而本系列後繼的文章，就圍繞著這位「美女」所展開。

1 socket美女的「家庭背景」

socket，中文譯為「套接字」，最早在unix中引入並得到廣泛應用，後來微軟在設計windows時引入了unix中的這個概念和相應的設計理念，並針對windows的特性略作調整，形成了windows平台上的socket，簡稱為「winsock」，並為開發者提供了一整套的api，稱為「windows winsock win32 api 」。

winsock經歷了兩個版本，windows sockets 2是目前用得最多的版本（參看 http://en.wikipedia.org/wiki/winsock ），微軟似乎從來沒有宣布要開發winsock 3，也許「永遠也不會有」了。

圖 1所示為.net平台下網路應用程式的層次架構：

圖 1winsock在底層使用乙個執行於作業系統核心的系統驅動（windows sockets knernel-mode driver）tcpip.sys，由它們負責管理網路連線和緩衝管理。

還有另乙個驅動afd.sys（ancillary function driver for winsock）則用於支援基於 window socket的應用程式，比如ftp、telnet等，被稱為「 windows nt 套接字驅動程式」。

早期的windows開發者，需要使用c/c++去呼叫winsock，比如mfc就提供了乙個「csocket」類封裝底層的socket。

.net也提供了一組類來封裝winsock win32 api，這些類集中於system.net這一命名空間中，其中的核心型別就是socket。

socket類是對winsock api乙個很淺的封裝，擁有不少方法直接對應於winsock中的c/c++函式，比如poll、select、iocontrol等。

socket有乙個handle屬性，它引用位於作業系統核心的socket核心物件。

了解了socket這位「美女」的「家庭背景」之後，在與她進行第一次「約會」之前，我們不妨弄清楚乙個問題：

現在我們還有必要掌握sokcet程式設計技術嗎?

2 socket是否已人老珠黃？

基於socket開發網路應用程式已經有很多年的歷史了，現在的新技術層出不窮，在.net平台之上，wcf大有「一統江湖」的勢頭，socket是否真的「人老珠黃」？

請看圖 2所示的多層「松花蛋」：

圖 2

3 第乙個socket應用程式

一般我們都將網路應用中用於提供「服務」的一方稱為「服務端應用程式（server）」，另一方訪問這些服務的稱為「客戶端應用程式（client）」。server端和client端的socket用法是不一樣的。

3.1 服務端應用程式

開發網路程式的第一步，是建立socket物件，以下是示例**：

socket newsock = new socket(

addressfamily.internetwork, //使用ipv4

sockettype.stream, //使用可靠的雙向資料流，不儲存資訊邊界

protocoltype.tcp //使用tcp協議

);緊接著，需要將socket物件「繫結（bind）」到乙個「終結點（ipendpoint的例項）」。

ipendpoint ipep = new ipendpoint(ip位址,開啟埠); //繫結

newsock.bind(ipep);

注意：

wcf中也有「繫結」，但wcf中的「繫結」的含義要豐富得多，它其實是一組特殊的物件，它的主要功能是建立用於實現wcf應用程式間相互通訊的「通道棧」，wcf基類庫中提供了一堆的「繫結」，特定的繫結使用特定的通訊協議和技術，比如nettcpbinding採用tcp協議，netmsmqbinding則使用了微軟訊息佇列。

socket物件繫結網路介面之後，就可以監聽並等待客戶端連線了：

newsock.listen(10); //開始監聽

socket client = newsock.accept(); //等待客戶端連線

注意：

負責監聽的socket不負責傳送與接收資料，而accept方法返回的socket可以用於接收和傳送資料，但不能用於接收新的連線，同時，其remoteendpoint方法可以獲取遠端客戶端的ip位址和使用的埠

以下**呼叫剛得到的socket物件的receive方法接收客戶端發來的資料：

byte data = new byte[1024];

int r ecv = client.receive(data);

socket.receive方法也是乙個「阻塞」的同步方法，它將收到的資料儲存到乙個位元組陣列中，這個位元組陣列通常稱為「資料緩衝區」。

receive方法的返回值代表接收的資料位元組數。以下**使用這一返回值了解客戶端到底發來了什麼訊息：

console.writeline(encoding.utf8 .getstring(data, 0, recv ));

資料接收完畢，服務端就可以斷開客戶的連線：

client.shutdown(socketshutdown.both); //通知os，不再接收與傳送資料

client.close(); //關閉socket

完成資料傳送任務之後，注意應該及時地關閉socket。這通常分為兩步：

（1）呼叫shutdown方法通知tcp/ip協議棧傳送所有未傳送的資料，或停止接收資料

（2）呼叫close方法關閉套接字。

socket本身對應著乙個核心物件，它有乙個控制代碼（handle）供作業系統核心進行管理。因此，它不再有用時必須及時地被關閉，否則，有可能會造成嚴重的問題。

socket本身實現了idisposable介面，所以也可以使用using關鍵字實現「自動釋放」：

using (newsock)

//自動關閉newsock

3.2 客戶端應用程式

客戶端應用程式與服務端大同小異：

首先建立好乙個socket物件，然後再呼叫其connect方法建立到服務端的連線，如果之前socket沒有使用bind方法指定乙個埠，connect方法會自動選擇乙個未用的埠：

socket server = new socket( addressfamily.internetwork,

sockettype.stream, protocoltype.tcp );

server.connect(服務端的ip終結點);

如果connect方法沒有丟擲異常，則表示成功連線伺服器，現在，就可以使用socket物件的send方法傳送資料，資料同樣儲存於乙個資料緩衝區（其實就是乙個byte）中：

server.send(encoding.utf8 .getbytes(要傳送的訊息));

注意這裡選擇的字串編碼方式必須要與服務端一致，否則，將導致服務端無法正確地解碼出字串。

資料傳送完畢，關閉套接字就行了。

3.3 處理網路應用程式中的異常

socket物件的connect、send、receive等方法都有可能出錯，這時，.net基類庫將丟擲乙個socketexception，它實際上封裝的是底層winsock出錯資訊。

每乙個socketexception物件都有乙個對應的錯誤號，其含義是由底層的winsock定的。比如錯誤號為10048的socketexception其含義是：位址已被使用。發生這一異常的原因通常是你嘗試把兩個socket物件繫結到同乙個ipendpoint。

以下是socket網路應用程式中的典型**框架：

socket remote=new socket(……);

trycatch (socketexception e)

,原因：，

nativeerrorcode：,socketerrorcode:", iep.address,

e.message, e.nativeerrorcode, e.socketerrorcode);

}finally

示例專案introducesocket展示了本文所介紹的知識（圖 3）。

圖 3到此，我們與「socket美女」的「第一次約會」到此結束。您對她的第一印象如何？

與Socket的第一次「約會」

約會細節第一次

正常的約會是第一次約會不像約會而是臨時起約

第一次使用套接字socket程式設計

與Socket的第一次「約會」

約會細節第一次

正常的約會是 第一次約會不像約會而是臨時起約

第一次使用套接字socket程式設計

相關推薦

正常的約會是第一次約會不像約會而是臨時起約