c#.net同步异步SOCKET通讯和多线程总结

    技术2022-05-20  41

    同步套接字通信

    http://jonsion.javaeye.com/blog/835841 

    Socket支持下的网上点对点的通信

    服务端实现监听连接,客户端实现发送连接请求,建立连接后进行发送和接收数据的功能

    服务器端建立一个socket,设置好本机的ip和监听的端口与socket进行绑定,开始监听连接请求,当接收到连接请求后,发送确认,同客户端建立连接,开始与客户端进行通信。

    客户端建立一个socket,设置好服务器端的IP和提供服务的端口,发出连接请求,接收到服务的确认后,尽力连接,开始与服务器进行通信。

    服务器端和客户端的连接及它们之间的数据传送均采用同步方式。

    Socket

    Socket是tcp/ip网络协议接口。内部定义了许多的函数和例程。可以看成是网络通信的一个端点。在网络通信中需要两个主机或两个进程。通过网络传递数据,程序在网络对话的每一端需要一个socket。

           Tcp/IP传输层使用协议端口将数据传送给一个主机的特定应用程序,协议端口是一个应用程序的进程地址。传输层模块的网络软件模块要于另一个程序通信,它将使用协议端口,socket是运行在传输层的api,使用socket建立连接发送数据要指定一个端口给它。

    Socket:

    Stream Socket流套接字 Socket提供双向、有序、无重复的数据流服务,出溜大量的网络数据。

    Dgram socket数据包套接字 支持双向数据流,不保证传输的可靠性、有序、无重复。

    Row socket 原始套接字 访问底层协议

    建立socket 用C#

    命名空间:using System.Net;using System.Net.Socket;

    构造新的socket对象:socket原型:

    Public socket (AddressFamily addressFamily,SocketType sockettype,ProtocolType protocolType)

    AddressFamily 用来指定socket解析地址的寻址方案。Inte.Network标示需要ip版本4的地址,Inte.NetworkV6需要ip版本6的地址

    SocketType参数指定socket类型Raw支持基础传输协议访问,Stream支持可靠,双向,基于连接的数据流。

    ProtocolType表示socket支持的网络协议

    定义主机对象:

    IPEndPoint类:IPEndPoint构造方法 位置:System.Net

    原型:1)   public IPEndPoint(IPAddress address,int port)     2)public IPEndPoint(long address,int port) 参数1整型int64如123456,参数2端口int32

    主机解析:

    利用DNS服务器解析主机,使用Dns.Resolve方法

    原型:public static IPHostEntry Resolve(string hostname) 参数:待解析的主机名称,返回IPHostEntry类值,IPHostEntry为Inte.Net主机地址信息提供容器,该容器提供存有IP地址列表,主机名称等。

    Dns.GetHostByName获取本地主机名称

    原型:public static IPHostEntry GetHostByName(string hostname)

    GetHostByAddress

    原型:1)public static IPHostEntry GetHostByAddress(IPAddress address) 参数:IP地址 2)public static IPHostEntry GetHostByAddress(string address) IP地址格式化字符串

    端口绑定和监听:

    同步套接字服务器主机的绑定和端口监听

    Socket类的Bind(绑定主机),Listen(监听端口),Accept(接收客户端的连接请求)

    Bind:原型:public void Bind(EndPoint LocalEP)参数为主机对象 IPEndPoint

    Listen:原型:public void Listen(int backlog) 参数整型数值,挂起队列最大值

    accept:原型:public socket accept() 返回为套接字对象

    演示程序:

    IPAddress myip=IPAddress.Parse(“127.0.0.1”);

    IPEndPoint myserver=new IPEndPoint(myip,2020);

    Socket sock=new Socket(AddressFamily.Inte.Network,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

    Sock.Bind(myserver);

    Sock.Listen(50);

    Socket bbb=sock.Accept();

    发送数据:方法1:socket类的send方法二.NetworkStream类Write

    send原型:public int Send(byte[] buffer) 字节数组

    public int Send(byte[],SocketFlags)原型2说明,SocketFlags成员列表:DontRoute(不使用路由表发送),MaxIOVectorLength(为发送和接收数据的wsabuf结构数量提供标准值)None 不对次调用使用标志) OutOfBand(消息的部分发送或接收)Partial(消息的部分发送或接收) Peek(查看传入的消息)

    原型三:public int Send(byte[],int,SocketFlags) 参数二要发送的字节数

    原型四:public int Send(byte[],int,int,SocketFlags) 参数二为Byte[]中开始发送的位置

    演示:

    Socket bbb=sock.Accept();

    Byte[] bytes=new Byte[64];

    string send="aaaaaaaaaaaa";

    bytes=System.Text.Encoding.BigEndianUnicode.GetBytes(send.ToCharArray());

    bbb.Send(bytes,bytes.length,0);//将byte数组全部发送

    .NetWordStream类的Write方法发送数据

    原型:public override void write(byte[] buffer,int offset,int size) 字节数组,开始字节位置,总字节数

    Socket bbb=sock.Accept();

    .NetWorkStream stre=new NewWorkStream(bbb);

    Byte[] ccc=new Byte[512];

    string sendmessage="aaaaaaaaaaaaaa";

    ccc=System.Text.Encoding.BigEndianUnicode.GetBytes(sendmessage);

    stre.Write(ccc,0,ccc.length);

    接收数据:Socket类Receive.NetworkStream类Read

    Socket类Receive方法

    原型:public int Receive(byte[] buffer)  

    2)public int Receive(byte[],SocketFlags)

    3)public int Receive(byte[],int,SocketFlags)  

    4)public int Receive(byte[],int,int,SocketFlags)

    .....

    Socket bbb=sock.Accept();

    ........

    Byte[] ccc=new Byte[512];

    bbb.Receive(ccc,ccc.Length,0);

    string rece=System.Text.Encoding.BigEndianUnicode.GetString(ccc);

    richTextBox1.AppendText(rece+"/r/n");

    .NetworkStream类的Read方法接收数据

    public override int Read(int byte[] buffer,int offset,int size)

    演示:bbb=sock.Accept();

    .......

    .NetworkStream stre=new.NetworkStream(bbb);

    Byte[] ccc=new Byte[512];

    stre.Read(ccc,0,ccc.Length);

    string readMessage=System.Text.Encoding.BigEndianUnicode.GetString(ccc);

    线程

    线程创建:System.Threading空间下的Thread类的构造方法:

    原型:public Thread(ThreadStart start) ThreadStart类型值    

           Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

           Private void accp(){}//使用线程操作

    线程启动

    Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

    线程暂停与重新启动

    启动线程使用Thread.Sleep是当前线程阻塞一段时间Thread.Sleep(Timeout.Infinite)是线程休眠,直到被调用Thread.Interrrupt的另一个线程中断或被Thread.Abort中止。

    一个线程不能对另一个调用Sleep,可以使用Thread.Suspend来暂停线程,当线程对自身调用Thread.Suspend将阻塞,直到该线程被另一个线程继续,当一个线程对另一个调用,该调用就成为使另一个线程暂停的非阻塞调用。调用Thread.Resume使另一个线程跳出挂起状态并使该线程继续执行,而与调用Thread.Suspend的次数无关

    线程休眠:Thread.Sleep(10000);

    线程挂起:Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

                    Thread.start();

                    Thread.Suspend();

    重新启动:Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

                   Thread.start();

                   Thread.Suspend();

                   Thread.Resume();

    阻塞线程的方法:thread.Join使用一个线程等待另一个线程停止

    Thread.Join

    Public void Join();

    Public void Join(int millisecondsTimeout);毫秒

    Public bool Join(TimeSpan timeout);时间间隔类型值

    实例:Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

                  Thread.start();

                  Thread.Join(10000);

    线程销毁:

    Thread.Abort,Thread.Interrupt

    Abort方法引发ThreadAbortException,开始中止此线程的过程,是一个可以由应用程序代码捕获的特殊异常,ResetAbort可以取消Abort请求,可以组织ThreadAbortException终止此线程,线程不一定会立即终止,根本不终止。

    对尚未启动的线程调用Abort,则当调用Start时该线程将终止。对已经挂起的线程调用Abort,则该线程将继续,然后终止。对阻塞或正在休眠的线程调用Abort,则该线程被中断,然后终止。

    Thread类的Abort方法:

    Public void Abort()

    Public void Abort(object stateinfo);

    演示:

    Thread thread=new Thread(new ThreadStart(accp));

    Thread.Start();

    Thread.Abort();

    Thread.Join(10000);

    Socket编程原理:

    Unix的i/o命令集,模式为开-读/写-关 open write/read close

    用户进程进行i/o操作

    用户进程调用打开命令,获取文件或设备的使用权,并返回描述文件或设备的整数,以描述用户打开的进程,该进程进行读写操作,传输数据,操作完成,进程关闭,通知os对哪个对象进行了使用。

    Unix网络应用编程:BSD的套接字socket,unix的System V 的TLI。

    套接字编程的基本概念:

    网间进程通信:源于单机系统,每个进程在自己的地址范围内进行运行,保证互相不干扰且协调工作。操作系统为进程之间的通信提供设施:

    Unix BSD 管道pipe,命名管道named pipe软中断信号signal

    Unix System V 消息message 共享存储区 shared memory 信号量semaphore

    以上仅限于本机进程之间通信。

    端口:网络上可以被命名和寻址的通信端口,是操作系统可以分配的一种资源,网络通信的最终地址不是主机地址,是可以描述进程的摸中标识符。TCP/IP提出协议端口porotocol port端口,表示通信进程。

           进程通过os调用绑定连接端口,而在传输层传输给该端口的数据传入进程中处理,同样在进程的数据需要传给传输层也是通过绑定端口实现。进程对端口的操作相当于对os中的i/o文件进行操作,每一个端口也对应着一个端口号,tcp/ip协议分为tcp和udp,虽然有相同port number的端口,但是互相也不冲突。 端口号的分配有全局分配,本地分配(动态分配),当进程需要访问传输层,os分配给进程一个端口号。全局分配,就是os固定分配的端口,标准的服务器都有固定的全局公认的端口号提供给服务。小于256的可以作为保留端口。

           地址:网络通信中的两台机器,可以不再同一个网络,可能间隔(网关,网桥,路由器等),所以可以分为三层寻址

    机器在不同的网络则有该网络的特定id

    同一个网络中的机器应该有唯一的机器id

    一台机器内的进程应该有自己的唯一id

    通常主机地址=网络ID+主机ID tcp/ip中使用16位端口号来表示进程。

    网络字节顺序,高价先存,tcp和udp都使用16或32整数位的高价存储,在协议的头文件中。

    半相关:在网络中一个进程为协议+本地地址+端口号=三元组,也叫半相关,表示半部分。

    全相关:两台机器之间通信需要使用相同协议

                  协议+本地地址+本地端口号+远程地址+远程端口号 五元组 全相关。

    顺序:两个连续的报文在网络中可能不会通过相同的路径到达,所以接收的顺序会和发送的顺序不一致。顺序是接收顺序与发送顺序一致。Tcp/ip提供该功能。

    差错控制:检查数据差错:检查和CheckSum机制 检查连接差错:双方确认应答机制。

    流控制:双方传输数据过程中,保证数据传输速率的机制,保证数据不丢失。

    字节流:把传输中的报文当作一个字节序列,不提供任何数据边界。

    全双工/半双工:两个方向发送或一个方向发送

    缓存/带外数据:字节流服务中,没有报文边界,可以同一时刻读取任意长度的数据。为保证传输正确或流协议控制,需要使用缓存,交互型的应用程序禁用缓存。

    数据传送中,希望不通过常规传输方式传送给用户以便及时处理的某一类信息(unix系统的中断键delete,Control-c)、终端流控制符Control-s、Control-q)为带外数据。

    客户/服务器模式主动请求方式:

    1.       打开通信通道,通知本地主机,在某一个公认地址上接收客户请求

    2.       等待客户请求到达端口

    3.       接收到重复服务请求,处理请求发送应答信号。接收到并发服务请求。要激活一个新进程处理客户请求,unix系统fork、exec,新进程处理客户请求,不需要对其他请求作出应答,服务完成后,关闭此进程与客户的通信链路。终止

    4.       返回第二步,等待另一个客户请求。

    5.       关闭服务端

    客户方:

    1.       打开一通信通道,并连接到服务器所在主机的特定端口。

    2.       向服务器发送服务请求报文,等待并接收应答;继续提出请求…….

    3.       请求结束以后关闭通信通道并终止。

    1.       客户与服务器进程的作用非对称,编码不同

    2.       服务进程先于客户请求而启动,系统运行,服务进程一致存在,直到正常退出或强迫退出

    套接字类型:

    TCP/IP的socket

    Sock_stream可靠的面对连接数据传输,无差错、无重复发送,安照顺序发送接收,内设流量控制,避免数据流超限,数据为字节流,无长度限制,ftp流套接字。

    Sock_DGRAM 无连接的服务,数据包以独立包的形式发送,不提供无措保证,数据可能丢失重复,发送接收的顺序混乱,网络文件系统nfs使用数据报式套接字。

    Sock_Ram 接口允许较底层协议,IP,ICMP直接访问,检查新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。

    服务端:

    using System.Net;

    using System.Net.Sockets;

    using System.Text;

    using System.Threading;

    Thread mythread ;

    Socket socket;

    // 清理所有正在使用的资源。

            protected override void Dispose( bool disposing )

             {

                  try

                 {

                socket.Close();//释放资源

                mythread.Abort ( ) ;//中止线程

                 }

                 catch{ }

                 if( disposing )

                  {

                       if (components != null)

                       {

                           components.Dispose();

                       }

                  }

                  base.Dispose( disposing );

             }      

             public static IPAddress GetServerIP()

             {

                  IPHostEntry ieh=Dns.GetHostByName(Dns.GetHostName());

                  return ieh.AddressList[0];

             }

             private void BeginListen()

             {

                  IPAddress ServerIp=GetServerIP();

                  IPEndPoint iep=new IPEndPoint(ServerIp,8000);

                  socket=new

                           Socket(AddressFamily.Inte.Network,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

                  byte[] byteMessage=new byte[100];

                  this.label1.Text=iep.ToString();

                  socket.Bind(iep);

    //            do

                  while(true)

                  {

                       try

                       {

                           socket.Listen(5);

                           Socket newSocket=socket.Accept();

                           newSocket.Receive(byteMessage);

                           string sTime = DateTime.Now.ToShortTimeString ( ) ;

    string msg=sTime+":"+"Message from:";

    msg+=newSocket.RemoteEndPoint.ToString()+Encoding.Default.GetString(byteMessage);

                           this.listBox1.Items.Add(msg);

                       }

                       catch(SocketException ex)

                       {

                           this.label1.Text+=ex.ToString();

                       }

                  }

    //            while(byteMessage!=null);

             }

             //开始监听

             private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)

             {

                  try

                  {

                       mythread = new Thread(new ThreadStart(BeginListen));

                       mythread.Start();

                  }

                  catch(System.Exception er)

                  {

                       MessageBox.Show(er.Message,"完成",MessageBoxButtons.OK,MessageBoxIcon.Stop);

                  }

             }

    客户端:

    using System.Net;

    using System.Net.Sockets;

    using System.Text;

             private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)

             {

                  BeginSend();     

             }

             private void BeginSend()

             {           

                  string ip=this.txtip.Text;

                  string port=this.txtport.Text;

                  IPAddress serverIp=IPAddress.Parse(ip);          

                  int serverPort=Convert.ToInt32(port);

                  IPEndPoint iep=new IPEndPoint(serverIp,serverPort);

                  byte[] byteMessage;

    //            do

    //            {

                       Socket socket=new Socket(AddressFamily.Inte.Network,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

                       socket.Connect(iep);

                       byteMessage=Encoding.ASCII.GetBytes(textBox1.Text);

                       socket.Send(byteMessage);

                       socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);

                       socket.Close();

    //            }

    //            while(byteMessage!=null);

             }


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