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C# SOCKET同步异步通讯与多线程总结

减小字体 增大字体 作者:张海  来源:本站整理  发布时间:2010-08-08 20:17:27
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)
参数 描述
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2: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。
基于TCP协议的发送和接收端
服务端:
C# code复制代码
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:
C# code复制代码
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);
         }

Tags:SOCKET 多线程 同步 异步

作者:张海
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