客户端与服务器

客户端到服务器端的通信过程

https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,/84448/

2015/02/20 ·开发· 5.3K 阅读· .Net, socket

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原文出处：碧雪轩的博客欢迎分享原创到伯乐头条

学习任何东西，我们只要搞清楚其原理，就会触类旁通。现在结和我所学，我想总结一下客户端到服务器端的通信过程。只有明白了原理，我们才会明白当我们程序开发过程中错误的问题会出现在那，才会更好的解决问题。

我们首先要了解一个概念性的词汇：Socket

socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为进程通信机制，取后一种意思。通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。(其实就是两个程序通信用的。)socket非常类似于电话的插座。以一个电话网为例。电话的通话双方相当于相互通信的2个程序，电话号码可以当作是IP地址。任何用户在通话之前，首先要占有一部电话机，相当于申请一个socket；同时要知道对方的号码（IP地址），相当于对方有一个固定的socket。然后向对方拨号呼叫，相当于发出连接请求。对方假如在场并空闲，拿起电话话筒，双方就可以正式通话，相当于连接成功。双方通话的过程，是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程，相当于向socket发送数据和从socket接收数据。通话结束后，一方挂起电话机相当于关闭socket，撤消连接，通信完成。

以上通信是以两个人通话做为事例来在概的说明了下通信，但是现在假如通信中的一个人是外国人（说英语），一个人是中国人（说普通话），他们俩相互通信的话，都不能听明白对方说的是什么，那么他们的沟通就不能够完成。但是如果我们给一个规定，给通话双方，只能讲普通话，那么双方沟通就没有障碍了。这就引出来了通信协议。

有两种类型：（Tcp协议与Udp协议）:

Tcp协议与Udp协议是在两硬件设备上进行通信传输的一种数据语法。

–流式Socket（STREAM）：

是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用，安全，但是效率低；Tcp:是以流的形式来传的。

–数据报式Socket（DATAGRAM）：

是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用.不安全(丢失,顺序混乱,在接收端要分析重排及要求重发),但效率高.Udp:将数据包拆开为若干份编号后来传输。在传输的过程中容易出现数据的丢失。但是传输速度要比TCP的快。

Socket的通信流程

Demo:

服务器端：

– 申请一个socket (socketWatch)用来监听的

– 绑定到一个IP 地址和一个端口上

– 开启侦听，等待接授客户端的连接

– 当有连接时创建一个用于和连接进来的客户端进行通信的socket (socketConnection) – 即续监听,等侍下一个客户的连接

代码如下： 1 2 3 4 using System;

using System.Collections.Generic;

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,ponentModel;

using System.Data;

5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Windows.Forms;

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,;//IPAdress,IPEndPoint(ip 和端口)类

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,.Sockets;

using System.Threading;

using System.IO;

namespace MyChatRoomServer

{

public partial class FChatServer : Form

{

public FChatServer()

{

InitializeComponent();

TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false ;//关闭 对 文本框 的跨线程操作检查

}

Thread threadWatch = null ;//负责监听 客户端 连接请求的 线程

Socket socketWatch = null ;//负责监听的 套接字

private void btnBeginListen_Click(object sender, EventArgs e)

{

//创建 服务端 负责监听的 套接字，参数（使用IP4寻址协议，使用流式连接，使用TCP 协议传输数据）

socketWatch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

//获得文本框中的 IP 地址对象

IPAddress address = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());

//创建 包含 ip 和 port 的网络节点对象

IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address,

int .Parse(txtPort.Text.Trim()));

//将 负责监听 的套接字 绑定到 唯一的IP 和端口上

socketWatch.Bind(endpoint);

//设置监听队列的长度

socketWatch.Listen(10);

//创建 负责监听的线程，并传入监听方法

threadWatch = new Thread(WatchConnecting);

threadWatch.IsBackground = true ;//设置为后台线程

threadWatch.Start();//开启线程

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 ShowMsg("服务器启动监听成功～");

//IPEndPoint

//socketWatch.Bind(

}

//保存了服务器端 所有负责和客户端通信的套接字

Dictionary dict = new Dictionary(); //保存了服务器端 所有负责调用 通信套接字.Receive 方法 的线程

Dictionary dictThread = new Dictionary();

//Socket sokConnection = null;

///

/// 监听客户端请求的方法

///

void WatchConnecting()

{

while (true )//持续不断的监听新的客户端的连接请求

{

//开始监听 客户端 连接请求，注意：Accept 方法，会阻断当前的线程！ Socket sokConnection = socketWatch.Accept();//一旦监听到客户端的请求，就返回一个负责和该客户端通信的套接字 sokConnection

//sokConnection.Receive

//向 列表控件中 添加一个 客户端的ip 端口字符串，作为客户端的唯一标识 lbOnline.Items.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString()); //将 与客户端通信的 套接字对象 sokConnection 添加到 键值对集合中，并以客户端IP 端口作为键

dict.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString(), sokConnection);

//创建 通信线程

ParameterizedThreadStart pts = new ParameterizedThreadStart(RecMsg); Thread thr = new Thread(pts);

thr.IsBackground = true ;//设置为

thr.Start(sokConnection);//启动线程 并为线程要调用的方法RecMsg 传入参数sokConnection

dictThread.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString(), thr);//将线程 保存在 字典里，方便大家以后做“踢人”功能的时候用

ShowMsg("客户端连接成功！" +

sokConnection.RemoteEndPoint.ToString());

//sokConnection.RemoteEndPoint 中保存的是 当前连接客户端的 Ip 和端口 }

}

///

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void RecMsg(object socketClientPara)

{

Socket socketClient = socketClientPara as Socket;

while (true)

{

//定义一个接收用的缓存区(2M字节数组)

byte[] arrMsgRec = new byte[1024 * 1024 * 2];

//将接收到的数据存入 arrMsgRec 数组,并返回真正接收到的数据的长度

int length=-1;

try

{

length = socketClient.Receive(arrMsgRec);

}

catch (SocketException ex)

{

ShowMsg("异常：" + ex.Message);

//从通信套接字集合中删除被中断连接的通信套接字对象

dict.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

//从通信线程结合中删除被终端连接的通信线程对象

dictThread.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

//从列表中移除被中断的连接 ip:Port

lbOnline.Items.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

break;

}

catch (Exception ex)

{

ShowMsg("异常：" + ex.Message);

break;

}

if (arrMsgRec[0] == 0)//判断发送过来的数据的第一个元素是 0，则代表发送来的是文字数据

{

//此时是将数组所有的元素都转成字符串，而真正接收到的只有服务端发来的几个字符

string strMsgRec =

System.Text.Encoding.UTF8.GetString(arrMsgRec,1, length-1);

ShowMsg(strMsgRec);

}

else if (arrMsgRec[0] == 1)//如果是1 ，则代表发送过来的是文件数据(图片/视频/文件....)

{

SaveFileDialog sfd = new SaveFileDialog();//保存文件选择框对象

137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 if (sfd.ShowDialog() == System.Windows.Forms.DialogResult.OK)//

用户选择文件路径后

{

string fileSavePath = sfd.FileName;//获得要保存的文件路径

//创建文件流，然后让文件流来根据路径创建一个文件

using (FileStream fs = new FileStream(fileSavePath, FileMode.Create))

{

fs.Write(arrMsgRec, 1, length-1);

ShowMsg("文件保存成功：" + fileSavePath);

}

}

}

}

}

//发送消息到客户端

private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (string.IsNullOrEmpty(lbOnline.Text))

{

MessageBox.Show("请选择要发送的好友");

}

else

{

string strMsg = txtMsgSend.Text.Trim();

//将要发送的字符串转成 utf8对应的字节数组

byte[] arrMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strMsg);

//获得列表中选中的KEY

string strClientKey = lbOnline.Text;

//通过key，找到字典集合中对应的与某个客户端通信的套接字的 send方法，发送数据给对方

try

{

dict[strClientKey].Send(arrMsg);

//sokConnection.Send(arrMsg);

ShowMsg("发送了数据出去：" + strMsg);

}

catch (SocketException ex)

{

ShowMsg("发送时异常："+ex.Message);

}

catch (Exception ex)

{

181 182 183 184 185 186 187 188 189 ShowMsg("发送时异常：" + ex.Message);

}

}

}

//服务端群发消息

private void btnSendToAll_Click(object sender, EventArgs e)

{

string strMsg = txtMsgSend.Text.Trim();

//将要发送的字符串 转成 utf8对应的字节数组

byte [] arrMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strMsg);

foreach (Socket s in dict.Values)

{

s.Send(arrMsg);

}

ShowMsg("群发完毕！：）");

}

#region 显示消息

///

/// 显示消息

///

///

void ShowMsg(string msg)

{

客户端：

– 申请一个socket(socketClient)

– 连接服务器（指明IP 地址和端口号）

代码如下：

1 2

3 4

5 6

7 8

using System;

using System.Collections.Generic;

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,ponentModel;

using System.Data;

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Windows.Forms;

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,.Sockets;

using https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,;

using System.Threading;

namespace MyChatRoomClient

{

public partial class FChatClient : Form

{

public FChatClient()

{

InitializeComponent();

TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false ;

}

Thread threadClient = null ; //客户端 负责 接收 服务端发来的数据消息的线程

Socket socketClient = null ;//客户端套接字

//客户端发送连接请求到服务器

private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)

{

IPAddress address = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());//获得IP

53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address,

int .Parse(txtPort.Text.Trim()));//网络节点

//创建客户端套接字

socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

//向 指定的IP 和端口 发送连接请求

socketClient.Connect(endpoint);

//客户端 创建线程 监听服务端 发来的消息

threadClient = new Thread(RecMsg);

threadClient.IsBackground = true ;

threadClient.Start();

}

///

/// 监听服务端 发来的消息

///

void RecMsg()

{

while (true )

{

//定义一个 接收用的 缓存区(2M 字节数组)

byte [] arrMsgRec = new byte [1024 * 1024 * 2];

//将接收到的数据 存入 arrMsgRec 数组,并返回 真正接收到的数据 的长度

int length= socketClient.Receive(arrMsgRec);

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几个字符

string strMsgRec = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(arrMsgRec, 0, length);

ShowMsg(strMsgRec);

}

}

void ShowMsg(string msg)

{

txtMsg.AppendText(msg + "\r\n");

}

}

}

通信过程图

通过以上流程图我们可以看出，客户端与服务器端之间的一个基本通信流程，概括一下Socket 一般应用模式（客户端和服务器端）的作用：

服务器端：最少有两个socket,一个是服务端负责监听客户端发来连接请求,但不负责与请求的客户端通信，另一个是每当服务器端成功接收到客户端时，但在服务器端创建一个用与请求的客户端进行通信的socket.

客户端：指定要连接的服务器端地址和端口，通过创建一个socket对象来初始化一个到服务器端的TCP连接。

其实很早就想写下这篇总结了,但是由于工作较忙，一直推迟到现在。这篇总结也是为我接下来要写的浏览器与Iis服务器的通信过程和https://www.360docs.net/doc/7818252496.html,页面生命周期做一个铺垫，现在终于写完了，来和大家一起分享一下，不完善的地方，我将在以后的工作和学习过程中慢慢补充。