C# 中的 Socket

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引言

C# 是一个强大的网络编程工具。在 Socket 编程中，有几个步骤——比如客户端、服务器端、阻塞或同步、非阻塞或异步等。本文的第一部分将从客户端阻塞 Socket 开始。之后，第二部分将展示如何创建服务器端和非阻塞 Socket。

什么是 Socket？

Socket 就像一个文件句柄，用于打开与另一台机器通信的路径。它类似于文件 IO，也类似于串行通信。使用 Socket 编程，我们可以实现两个应用程序之间的通信。这些应用程序通常在不同的计算机上，或者在同一台计算机上。为了使两个应用程序在同一台或不同的计算机上相互通信，一个应用程序通常充当服务器，不断监听传入的请求，而另一个应用程序充当客户端，连接到服务器应用程序。

服务器应用程序可以接受或拒绝连接。如果服务器接受连接，客户端和服务器之间就可以开始对话。一旦客户端完成了它需要做的事情，它就可以关闭与服务器的连接。连接是昂贵的，因为服务器只允许有限的连接发生。在客户端具有活动连接期间，它可以向服务器发送数据和/或接收数据。

当客户端或服务器尝试建立连接时，我们必须小心。当任何一方（客户端或服务器）发送数据时，另一方应该读取数据。但是另一方如何知道数据何时到达呢？有两种选择——要么应用程序需要定期轮询数据，要么需要某种机制，使应用程序能够获得通知，并且应用程序可以在那时读取数据。Windows 是一个事件驱动系统，通知系统似乎是一个显而易见且最佳的选择，而且它确实如此。

需要相互通信的两个应用程序首先需要建立连接。如果每台机器都想建立连接，它们必须识别自己。使用机器的 IP 地址进行识别。IP 地址不过是八个八进制数字，例如 107.108.1.179。前两个八进制数字显示网络 ID，第三个和第四个八进制数字显示主机 ID。

C# 中的 Socket。

System.Net.Sockets 命名空间包含所需的类。Socket 程序主要由两部分组成。它们是

• 服务器
• 客户端

在客户端，客户端启动以与服务器建立连接。代码如下所示

Project ("{EFDR3456}") = "SocketClientProject", 
   "SocketClientProject.csproj", "{EFDR3456 }" EndProject 
Global 
GlobalSection(SolutionConfiguration) = preSolution 
ConfigName.0 = Debug 
ConfigName.1 = Release 
EndGlobalSection 
GlobalSection(ProjectDependencies) = postSolution 
EndGlobalSection 
GlobalSection(ProjectConfiguration) = postSolution 
{EFDR3456 }.Debug.ActiveCfg = Debug|.NET 
{EFDR3456 }.Debug.Build.0 = Debug|.NET 
{EFDR3456 }.Release.ActiveCfg = Release|.NET 
{EFDR3456 }.Release.Build.0 = Release|.NET 
EndGlobalSection 
GlobalSection(ExtensibilityGlobals) = postSolution 
EndGlobalSection 
GlobalSection(ExtensibilityAddIns) = postSolution 
EndGlobalSection 
EndGlobaln

如果我们在 VS.NET 中运行该程序，我们将得到一个窗口，要求输入主机 IP 和端口设置。如果连接成功，它会要求输入要发送的数据。输入数据后，数据字节将被传输。它可以选择提及端口。这是一个 4 位数字，表示客户端要监听的端口。在客户端，您可以通过按 Rx 阻止日期。

指定这些参数后，我们需要连接到服务器。因此，按 Connect 将连接到服务器，按 Close 将关闭连接。要向服务器发送一些数据，请在名为 Tx 按钮旁边的字段中输入一些数据，如果您按 Rx，应用程序将阻塞，直到有数据可读。

有了这些信息，现在让我们尝试检查其背后的代码

在 .NET 中，通过 System.Net.Sockets 命名空间中的 Socket 类可以实现 Socket 编程。Socket 类有几个方法、属性和一个构造函数。第一步是创建此类的对象。由于只有一个构造函数，我们别无选择，只能使用它。

以下是如何创建 Socket

m_socListener = new Socket 
(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.IP);

第一个参数是我们使用的地址族：interNetwork。其他选项包括 Banyan Net Bios 等。

地址族是 Sockets 命名空间中定义的一个 enum。接下来我们需要指定 Socket 类型：我们将使用可靠的双向面向连接的 Socket（流），而不是不可靠的无连接 Socket（数据报）。因此，我们显然将 stream 指定为 Socket 类型，最后我们使用 TCP/IP，所以我们将协议类型指定为 TCP。一旦我们创建了 Socket，我们就需要与服务器建立连接，因为我们使用的是面向连接的通信。要连接到远程计算机，我们需要知道连接的 IP 地址和端口。

在 .NET 中，System.Net 命名空间下有一个名为 IPEndPoint 的类，它将网络计算机表示为 IP 地址和端口号。IPEndPoint 有两个构造函数——一个接受 IP 地址和端口号，另一个接受 long 和端口号。由于我们有计算机 IP 地址，我们将使用前者

public IPEndPoint(System.Net.IPAddress address, int port);

在此处，它接受一个 IPAddress 对象。如果您检查 IPAddress 类，您会发现它有一个名为 Parse 的静态方法，该方法在给定字符串和第二个参数为端口号的情况下返回 IP 地址。一旦我们准备好端点，我们就可以使用 Socket 类的 Connect 方法连接到端点（远程服务器计算机）。

这是代码

System.Net.IPAddress ipAdd = System.Net.IPAddress.Parse("107.108.1.179"); 
System.Net.IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint (iAdd,5002); 
m_socClient.Connect (remoteEP);

这三行代码将连接到 IP 为 107.108.1.179 的计算机上运行的远程主机，并在端口 5002 监听。如果服务器正在运行并已启动（监听），连接将成功。但是，如果服务器未运行，则会抛出名为 SocketException 的异常。如果您捕获该异常并检查异常的 Message 属性，在这种情况下，您将看到以下文本

“无法建立连接，因为目标计算机主动拒绝了它。”

同样，如果您已经建立连接并且服务器不知何故崩溃，如果您尝试发送数据，您将收到以下异常：“现有连接被远程主机强制关闭”。假设连接已建立，您可以使用 Socket 类的 Send 方法将数据发送到另一侧。

Send 方法有几个重载。它们都接受一个字节数组。例如，如果您想向主机发送“我在这里”，您可以使用以下调用

try 
{ 
  String szData = "I am here"; 
  byte[] byData = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(szData); 
  m_socClient.Send(byData); 
} 
catch (SocketException se) 
{ 
  MessageBox.Show ( se.Message ); 
}

请注意，Send 方法是阻塞的。这意味着，在数据发送或抛出异常之前，调用将阻塞。Send 有一个非阻塞版本，我们将在本文的下一部分讨论。

与 Send 类似，Socket 类上有一个 Receive 方法。您可以使用以下调用接收数据

byte [] buffer = new byte[1024];
int iRx = m_socClient.Receive (buffer);

Receive 方法再次是阻塞的。这意味着如果没有可用数据，调用将阻塞，直到一些数据到达或抛出异常。

Receive 方法的非阻塞版本比 Send 的非阻塞版本更有用，因为如果我们选择阻塞 Receive，我们实际上是在进行轮询。没有关于数据到达的事件。这种模型不适用于严肃的应用程序。但所有这些都是本文下一部分的主题。目前，我们将使用阻塞版本。

为了使用源代码和应用程序，您需要首先运行服务器。然后您运行客户端代码。您的服务器代码将等待客户端连接。

通常系统使用较低的端口。这意味着它使用 3000 以下的端口。因此用户可以打开高于该范围的端口。