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C#的Socket程序（TCP）

news 来源：原创 2024/4/24 19:05:18

C#的Socket程序（TCP）

其实只要用到Socket联接，基本上就得使用Thread，是交叉使用的。
C#封装的Socket用法基本上不算很复杂，只是不知道托管之后的Socket有没有其他性能或者安全上的问题。
在C#里面能找到的最底层的操作也就是socket了，概念不做解释。
程序模型如下：
WinForm程序：启动端口侦听；监视Socket联接情况；定期关闭不活动的联接；
Listener：处理Socket的Accept函数，侦听新链接，建立新Thread来处理这些联接（Connection）。
Connection：处理具体的每一个联接的会话。

1：WinForm如何启动一个新的线程来启动Listener：
//start the server
private void btn_startServer_Click(object sender, EventArgs e)
{
//this.btn_startServer.Enabled = false;
Thread _createServer = new Thread(new ThreadStart(WaitForConnect));
_createServer.Start();
}
//wait all connections
private void WaitForConnect()
{
SocketListener listener = new SocketListener(Convert.ToInt32(this.txt_port.Text));
listener.StartListening();
}
因为侦听联接是一个循环等待的函数，所以不可能在WinForm的线程里面直接执行，不然Winform也就是无法继续任何操作了，所以才指定一个新的线程来执行这个函数，启动侦听循环。
这一个新的线程是比较简单的，基本上没有启动的参数，直接指定处理函数就可以了。
2：Listener如何启动循环侦听，并且启动新的带有参数的线程来处理Socket联接会话。
先看如何建立侦听：（StartListening函数）
IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(_ipAddress, _port);
// Create a TCP/IP socket.
Socket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
// Bind the socket to the local endpoint and listen for incoming connections.
try
{
listener.Bind(localEndPoint);
listener.Listen(20);//20 trucks

// Start listening for connections.
while (true)
{
// here will be suspended while waiting for a new connection.
Socket connection = listener.Accept();
Logger.Log("Connect", connection.RemoteEndPoint.ToString());//log it, new connection
……
}
}……
基本步骤比较简单：
建立本机的IPEndPoint对象，表示以本机为服务器，在指定端口侦听；
然后绑定到一个侦听Socket上；
进入while循环，等待新的联接；
如果有新的联接，那么建立新的socket来对应这个联接的会话。
值得注意的就是这一句联接代码：listener.Accept()。执行这一句的时候，程序就在这个地方等待，直到有新的联检请求的时候程序才会执行下一句。这是同步执行，当然也可以异步执行。

新的联接Socket建立了（Accept之后），对于这些新的socket该怎么办呢？他们依然是一个循环等待，所以依然需要建立新的Thread给这些Socket去处理会话（接收/发送消息），而这个Thread就要接收参数了。
Thread本身是不能接收参数的，为了让它可以接收参数，可以采用定义新类，添加参数作为属性的方法来解决。
因为每一个Socket是一个Connection周期，所以我定义了这么一个类public class Connection。这个类至少有这样一个构造函数public Connection(Socket socket); 之所以这么做，就是为了把Socket参数传给这个Connection对象，然后好让Listener启动这个Thread的时候，Thread可以知道他正在处理哪一个Socket。
具体处理的方法：（在Listener的StartListening函数，ocket connection = listener.Accept();之后）
Connection gpsCn = new Connection(connection);
//each socket will be wait for data. keep the connection.
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(gpsCn.WaitForSendData));
thread.Name = connection.RemoteEndPoint.ToString();
thread.Start();
如此一来，这个新的socket在Accept之后就在新的Thread中运行了。
3：Connection的会话处理
建立了新的Connection（也就是socket），远程就可以和这个socket进行会话了，无非就是send和receive。
现在先看看怎么写的这个线程运行的Connection. WaitForSendData函数
while (true)
{
bytes = new byte[1024];
string data = "";
//systm will be waiting the msg of receive envet. like Accept();
//here will be suspended while waiting for socket income msg.
int bytesRec = this._connection.Receive(bytes);
_lastConnectTime = DateTime.Now;
if (bytesRec == 0)//close envent
{
Logger.Log("Close Connection", _connection.RemoteEndPoint.ToString());
break;
}
data += Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);
//…….handle your data.
}
可以看到这个处理的基本步骤如下：
执行Receive函数，接收远程socket发送的信息；
把信息从字节转换到string；
处理该信息，然后进入下一个循环，继续等待socket发送新的信息。
值得注意的有几个：
1：Receive函数。这个函数和Listener的Accept函数类似。在这个地方等待执行，如果没有新的消息，这个函数就不会执行下一句，一直等待。
2：接收的是字节流，需要转化成字符串
3：判断远程关闭联接的方式
4：如果对方的消息非常大，还得循环接收这个data。
4：如何管理这些联接（thread）
通过上边的程序，基本上可以建立一个侦听，并且处理联接会话。但是如何管理这些thread呢？不然大量产生thread可是一个灾难。
管理的方法比较简单，在Listener里面我定义了一个静态的哈希表(static public Hashtable Connections=new Hashtable();)，存储Connection实例和它对应的Thread实例。而connection中也加入了一个最后联接时间的定义（private DateTime _lastConnectTime;）。在新链接建立的时候（Listener的Accept()之后）就把Connection实例和Thread实例存到哈希表中；在Connection的Receive的时候修改最后联接时间。这样我们就可以知道该Connection在哪里，并且会话是否活跃。
然后在Winform程序里头可以管理这些会话了，设置设置超时。