[C#]C#.net同步异步SOCKET通讯和多线程总结

同步套接字通信

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);

         }

基于TCP协议的发送和接收端

 

                                                                                                                                            张海

                                                                                                                                        2009/03/13