序:实现一个基于Socket的简易的聊天室,实现的思路如下:
程序的结构:多个客户端+一个服务端,客户端都是向服务端发送消息,然后服务端转发给所有的客户端,这样形成一个简单的聊天室功能。
实现的细节:服务端启动一个监听套接字。每一个客户端连接到服务端,都是开启了一个线程,线程函数是封装了通信套接字,来实现与客户端的通信。多个客户端连接时产生的通信套接字用一个静态的Dictionary保存。具体的实现可以参考代码及其注释。
术语理解:
套接字Socket:源于Unix,为了解决传输层网络编程的问题,Unix提供了类似于文件操作的方式来完成网络编程。要实现不同的主机,不同的程序之间进行通信,必须有相应的协议,这个协议便是TCP/IP协议。Socket是负责传输层的,基于TCP的。不同的主机之间可以通过IP地址识别,但是不同的主机上有众多的程序或者说是进程。一台主机上的进程要跟另一台主机上的进程通信,必须有双方能够唯一识别的标志。就像人的身份证号,手机号等。这里出现了EndPoint(端点)的概念。
EndPoint(端点):由IP地址和端口号构成,端口对应进程。这两个组合起来可以唯一的标识网络中某台主机上的某一个进程。这样就有一个唯一的身份标识,后面可以进行通信了。
每一个Socket需要绑定到端点进行通信。
Socket的常见的通信数据类型有两种:数据报(SOCK_DGRAM)和数据流(SOCK_STREAM),使用的网络协议TCP或UDP等等。
关于TCP
TCP是一种面向连接的,可靠的,基于字节流的传输层通信协议。
TCP的工作过程包括三个方面:
(1)建立连接:这个过程称为三次握手。
第一次:客户端发送SYN包(SEQ=x)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认。
第二次:服务器收到SYN包,必须确认客户端的SYN(ACK=x+1),同时自己发送一个SYN包(SEQ=y),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态
第三次:客户端收到服务器发来的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ACK=y+1),此包发送完毕,客户端和服务端进入Established状态。至此三次握手完成。
(2)传输数据:一旦通信双方建立了TCP连接,就可以相互发送数据。
(3)终止连接:关闭连接,需要四次握手,这个是由于TCP的半关闭造成的。
这个网上有很多资料,大家可以查阅下。
关于.NET里面的Socket
在.NET里面的System.Net.Sockets命名空间下提供了对Socket的操作。并且专门封装了TcpClient和TcpListener两个类来简化操作。我这里是直接用Socket实现的。这里分为这样几个步骤:
在服务端:
(3)设置监听队列serverSocket.Listen(100);
(4)通过Accept()方法来获取一个通信套接字(当有客户端连接时),这个方法会阻塞线程,避免界面卡死的现象,启动一个线程,把这个Accept()放在线程函数里面。
在客户端:
(2)通过Receive方法获取服务器发来的消息(这里同样启用一个线程,通过while循环来实时监听服务器端发送的消息)
注意:数据是以字节流(Byte[])的形式传递的,我会使用Encoding.UTF8.GetString()方法来获取为字符串。都是通过Send()来向彼此发送消息。
聊天室开始
我这里使用的是WPF来创建的Server和Client端。
首先看下服务端,我创建一个ChatServer的WPF项目,包含一个ChatServer.xaml: