Tutorial zur Verwendung des Socket-Frameworks in C#

Aufgrund des Socket-Übertragungsproblems in einem kürzlich durchgeführten Projekt habe ich beschlossen, es zu studieren und zusammenzufassen und zu teilen, was ich gelernt habe. Der folgende Artikel führt Sie hauptsächlich in die relevanten Informationen über die Verwendung des einfachen und praktischen Socket-Frameworks in C# .NET ein . Der Artikel stellt es anhand eines Beispielcodes ausführlich vor, Freunde in Not können darauf verweisen.

Vorwort

Wenn es um Socket geht, muss jeder mehr oder weniger daran beteiligt gewesen sein, vom ersten Computernetzwerkkurs an, TCP Protokoll, und Socket ist eine weitere Kapselung des Protokolls, die unseren Entwicklern die Kommunikation zwischen Software erleichtert.

Ich habe diese Woche gerade ein gemeinsames Parkplatzschlossprojekt angenommen. Es muss über Socket mit der Hardware kommunizieren. Um es ganz klar auszudrücken: Es bedeutet, Anweisungen an das Schloss zu senden, um dessen Öffnen oder Schließen zu steuern Öffnen der Bedienoberfläche zur App. Dies ist praktisch zum Testen und zur Verwendung durch den Benutzer. Der Kern davon ist die Verwendung von Socket. Ich fand die Verwendung sehr unpraktisch, daher habe ich zwei Tage damit verbracht, ihre Kernfunktionen zu abstrahieren und sie in ein Framework zu kapseln. Schließlich habe ich dieses Framework verwendet, um das ursprüngliche Projekt zu rekonstruieren und stellen Sie es online. Es verbessert die Skalierbarkeit, Robustheit und Fehlertoleranz der Software erheblich.

Prinzipien, an die ich fest glaube: Alles ist ein Objekt

Okay, kein Unsinn mehr, lass uns den Text eingeben

Text:

1. Lassen Sie uns zunächst kurz über die einfache Verwendung von Socket in C# sprechen.

Schritt 1: Der Server lauscht auf einen bestimmten Port

Schritt 2: Der Client initiiert eine Socket-Verbindungsanforderung an die Serveradresse und den Port

Schritt 3: Der Server erstellt nach Erhalt der Verbindungsanforderung eine Socket-Verbindung und verwaltet die Verbindungswarteschlange.

Schritt 4: Der Client und der Server haben eine Duplexkommunikation eingerichtet (d. h. eine bidirektionale Kommunikation). Der Client und der Server können einfach und bequem Informationen aneinander senden.

Was den einfachen Implementierungscode betrifft, habe ich ihn in das Projekt gekapselt. Wenn Sie die einfache Implementierung erlernen müssen, können Sie sich meinen Quellcode oder Baidu ansehen. Es gibt viele Tutorials

2. Kern, Verwendung des Frameworks

Tatsächlich mag es etwas weit hergeholt sein zu sagen, dass es sich um ein Framework handelt, da jeder sein eigenes Verständnis des Frameworks hat, aber was ist das? Was ist der Unterschied zwischen Klassenbibliotheken und Frameworks? Es ist alles Code ~ haha, es ist zu weit weg

Lassen Sie uns zunächst den gesamten Code umsonst einfügen:

Server-Quelldatei:

SocketServer.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace Coldairarrow.Util.Sockets
{
 /// <summary>
 /// Socket服务端
 /// </summary>
 public class SocketServer
 {
  #region 构造函数

  /// <summary>
  /// 构造函数
  /// </summary>
  /// <param name="ip">监听的IP地址</param>
  /// <param name="port">监听的端口</param>
  public SocketServer(string ip, int port)
  {
   _ip = ip;
   _port = port;
  }

  /// <summary>
  /// 构造函数,监听IP地址默认为本机0.0.0.0
  /// </summary>
  /// <param name="port">监听的端口</param>
  public SocketServer(int port)
  {
   _ip = "0.0.0.0";
   _port = port;
  }

  #endregion

  #region 内部成员

  private Socket _socket = null;
  private string _ip = "";
  private int _port = 0;
  private bool _isListen = true;
  private void StartListen()
  {
   try
   {
    _socket.BeginAccept(asyncResult =>
    {
     try
     {
      Socket newSocket = _socket.EndAccept(asyncResult);

      //马上进行下一轮监听,增加吞吐量
      if (_isListen)
       StartListen();

      SocketConnection newClient = new SocketConnection(newSocket, this)
      {
       HandleRecMsg = HandleRecMsg == null ? null : new Action<byte[], SocketConnection, SocketServer>(HandleRecMsg),
       HandleClientClose = HandleClientClose == null ? null : new Action<SocketConnection, SocketServer>(HandleClientClose),
       HandleSendMsg = HandleSendMsg == null ? null : new Action<byte[], SocketConnection, SocketServer>(HandleSendMsg),
       HandleException = HandleException == null ? null : new Action<Exception>(HandleException)
      };

      newClient.StartRecMsg();
      ClientList.AddLast(newClient);

      HandleNewClientConnected?.Invoke(this, newClient);
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  #endregion

  #region 外部接口

  /// <summary>
  /// 开始服务，监听客户端
  /// </summary>
  public void StartServer()
  {
   try
   {
    //实例化套接字（ip4寻址协议，流式传输，TCP协议）
    _socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    //创建ip对象
    IPAddress address = IPAddress.Parse(_ip);
    //创建网络节点对象包含ip和port
    IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address, _port);
    //将 监听套接字绑定到 对应的IP和端口
    _socket.Bind(endpoint);
    //设置监听队列长度为Int32最大值(同时能够处理连接请求数量)
    _socket.Listen(int.MaxValue);
    //开始监听客户端
    StartListen();
    HandleServerStarted?.Invoke(this);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  /// <summary>
  /// 所有连接的客户端列表
  /// </summary>
  public LinkedList<SocketConnection> ClientList { get; set; } = new LinkedList<SocketConnection>();

  /// <summary>
  /// 关闭指定客户端连接
  /// </summary>
  /// <param name="theClient">指定的客户端连接</param>
  public void CloseClient(SocketConnection theClient)
  {
   theClient.Close();
  }

  #endregion

  #region 公共事件

  /// <summary>
  /// 异常处理程序
  /// </summary>
  public Action<Exception> HandleException { get; set; }

  #endregion

  #region 服务端事件

  /// <summary>
  /// 服务启动后执行
  /// </summary>
  public Action<SocketServer> HandleServerStarted { get; set; }

  /// <summary>
  /// 当新客户端连接后执行
  /// </summary>
  public Action<SocketServer, SocketConnection> HandleNewClientConnected { get; set; }

  /// <summary>
  /// 服务端关闭客户端后执行
  /// </summary>
  public Action<SocketServer, SocketConnection> HandleCloseClient { get; set; }

  #endregion

  #region 客户端连接事件

  /// <summary>
  /// 客户端连接接受新的消息后调用
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketConnection, SocketServer> HandleRecMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接发送消息后回调
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketConnection, SocketServer> HandleSendMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接关闭后回调
  /// </summary>
  public Action<SocketConnection, SocketServer> HandleClientClose { get; set; }

  #endregion
 }
}

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace Coldairarrow.Util.Sockets
{
 /// <summary>
 /// Socket连接,双向通信
 /// </summary>
 public class SocketConnection
 {
  #region 构造函数

  public SocketConnection(Socket socket,SocketServer server)
  {
   _socket = socket;
   _server = server;
  }

  #endregion

  #region 私有成员
  
  private readonly Socket _socket;
  private bool _isRec=true;
  private SocketServer _server = null;
  private bool IsSocketConnected()
  {
   bool part1 = _socket.Poll(1000, SelectMode.SelectRead);
   bool part2 = (_socket.Available == 0);
   if (part1 && part2)
    return false;
   else
    return true;
  }

  #endregion

  #region 外部接口

  /// <summary>
  /// 开始接受客户端消息
  /// </summary>
  public void StartRecMsg()
  {
   try
   {
    byte[] container = new byte[1024 * 1024 * 2];
    _socket.BeginReceive(container, 0, container.Length, SocketFlags.None, asyncResult =>
    {
     try
     {
      int length = _socket.EndReceive(asyncResult);

      //马上进行下一轮接受，增加吞吐量
      if (length > 0 && _isRec && IsSocketConnected())
       StartRecMsg();

      if (length > 0)
      {
       byte[] recBytes = new byte[length];
       Array.Copy(container, 0, recBytes, 0, length);

       //处理消息
       HandleRecMsg?.Invoke(recBytes, this, _server);
      }
      else
       Close();
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
      Close();
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
    Close();
   }
  }

  /// <summary>
  /// 发送数据
  /// </summary>
  /// <param name="bytes">数据字节</param>
  public void Send(byte[] bytes)
  {
   try
   {
    _socket.BeginSend(bytes, 0, bytes.Length, SocketFlags.None, asyncResult =>
    {
     try
     {
      int length = _socket.EndSend(asyncResult);
      HandleSendMsg?.Invoke(bytes, this, _server);
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  /// <summary>
  /// 发送字符串（默认使用UTF-8编码）
  /// </summary>
  /// <param name="msgStr">字符串</param>
  public void Send(string msgStr)
  {
   Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msgStr));
  }

  /// <summary>
  /// 发送字符串（使用自定义编码）
  /// </summary>
  /// <param name="msgStr">字符串消息</param>
  /// <param name="encoding">使用的编码</param>
  public void Send(string msgStr,Encoding encoding)
  {
   Send(encoding.GetBytes(msgStr));
  }

  /// <summary>
  /// 传入自定义属性
  /// </summary>
  public object Property { get; set; }

  /// <summary>
  /// 关闭当前连接
  /// </summary>
  public void Close()
  {
   try
   {
    _isRec = false;
    _socket.Disconnect(false);
    _server.ClientList.Remove(this);
    HandleClientClose?.Invoke(this, _server);
    _socket.Close();
    _socket.Dispose();
    GC.Collect();
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  #endregion

  #region 事件处理

  /// <summary>
  /// 客户端连接接受新的消息后调用
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketConnection, SocketServer> HandleRecMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接发送消息后回调
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketConnection, SocketServer> HandleSendMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接关闭后回调
  /// </summary>
  public Action<SocketConnection, SocketServer> HandleClientClose { get; set; }

  /// <summary>
  /// 异常处理程序
  /// </summary>
  public Action<Exception> HandleException { get; set; }

  #endregion
 }
}

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace Coldairarrow.Util.Sockets
{
 /// <summary>
 /// Socket客户端
 /// </summary>
 public class SocketClient
 {
  #region 构造函数

  /// <summary>
  /// 构造函数,连接服务器IP地址默认为本机127.0.0.1
  /// </summary>
  /// <param name="port">监听的端口</param>
  public SocketClient(int port)
  {
   _ip = "127.0.0.1";
   _port = port;
  }

  /// <summary>
  /// 构造函数
  /// </summary>
  /// <param name="ip">监听的IP地址</param>
  /// <param name="port">监听的端口</param>
  public SocketClient(string ip, int port)
  {
   _ip = ip;
   _port = port;
  }

  #endregion

  #region 内部成员

  private Socket _socket = null;
  private string _ip = "";
  private int _port = 0;
  private bool _isRec=true;
  private bool IsSocketConnected()
  {
   bool part1 = _socket.Poll(1000, SelectMode.SelectRead);
   bool part2 = (_socket.Available == 0);
   if (part1 && part2)
    return false;
   else
    return true;
  }

  /// <summary>
  /// 开始接受客户端消息
  /// </summary>
  public void StartRecMsg()
  {
   try
   {
    byte[] container = new byte[1024 * 1024 * 2];
    _socket.BeginReceive(container, 0, container.Length, SocketFlags.None, asyncResult =>
    {
     try
     {
      int length = _socket.EndReceive(asyncResult);

      //马上进行下一轮接受，增加吞吐量
      if (length > 0 && _isRec && IsSocketConnected())
       StartRecMsg();

      if (length > 0)
      {
       byte[] recBytes = new byte[length];
       Array.Copy(container, 0, recBytes, 0, length);

       //处理消息
       HandleRecMsg?.Invoke(recBytes, this);
      }
      else
       Close();
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
      Close();
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
    Close();
   }
  }

  #endregion

  #region 外部接口

  /// <summary>
  /// 开始服务，连接服务端
  /// </summary>
  public void StartClient()
  {
   try
   {
    //实例化 套接字 （ip4寻址协议，流式传输，TCP协议）
    _socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    //创建 ip对象
    IPAddress address = IPAddress.Parse(_ip);
    //创建网络节点对象 包含 ip和port
    IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address, _port);
    //将 监听套接字 绑定到 对应的IP和端口
    _socket.BeginConnect(endpoint, asyncResult =>
    {
     try
     {
      _socket.EndConnect(asyncResult);
      //开始接受服务器消息
      StartRecMsg();

      HandleClientStarted?.Invoke(this);
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  /// <summary>
  /// 发送数据
  /// </summary>
  /// <param name="bytes">数据字节</param>
  public void Send(byte[] bytes)
  {
   try
   {
    _socket.BeginSend(bytes, 0, bytes.Length, SocketFlags.None, asyncResult =>
    {
     try
     {
      int length = _socket.EndSend(asyncResult);
      HandleSendMsg?.Invoke(bytes, this);
     }
     catch (Exception ex)
     {
      HandleException?.Invoke(ex);
     }
    }, null);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  /// <summary>
  /// 发送字符串（默认使用UTF-8编码）
  /// </summary>
  /// <param name="msgStr">字符串</param>
  public void Send(string msgStr)
  {
   Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msgStr));
  }

  /// <summary>
  /// 发送字符串（使用自定义编码）
  /// </summary>
  /// <param name="msgStr">字符串消息</param>
  /// <param name="encoding">使用的编码</param>
  public void Send(string msgStr, Encoding encoding)
  {
   Send(encoding.GetBytes(msgStr));
  }

  /// <summary>
  /// 传入自定义属性
  /// </summary>
  public object Property { get; set; }

  /// <summary>
  /// 关闭与服务器的连接
  /// </summary>
  public void Close()
  {
   try
   {
    _isRec = false;
    _socket.Disconnect(false);
    HandleClientClose?.Invoke(this);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    HandleException?.Invoke(ex);
   }
  }

  #endregion

  #region 事件处理

  /// <summary>
  /// 客户端连接建立后回调
  /// </summary>
  public Action<SocketClient> HandleClientStarted { get; set; }

  /// <summary>
  /// 处理接受消息的委托
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketClient> HandleRecMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接发送消息后回调
  /// </summary>
  public Action<byte[], SocketClient> HandleSendMsg { get; set; }

  /// <summary>
  /// 客户端连接关闭后回调
  /// </summary>
  public Action<SocketClient> HandleClientClose { get; set; }

  /// <summary>
  /// 异常处理程序
  /// </summary>
  public Action<Exception> HandleException { get; set; }

  #endregion
 }
}

Das Obige ist Framework-Code, den wir vorstellen möchten So verwenden Sie

Zuerst, wie Sie den Server verwenden:

using Coldairarrow.Util.Sockets;
using System;
using System.Text;

namespace Console_Server
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   //创建服务器对象，默认监听本机0.0.0.0，端口12345
   SocketServer server = new SocketServer(12345);

   //处理从客户端收到的消息
   server.HandleRecMsg = new Action<byte[], SocketConnection, SocketServer>((bytes, client, theServer) =>
   {
    string msg = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
    Console.WriteLine($"收到消息:{msg}");
   });

   //处理服务器启动后事件
   server.HandleServerStarted = new Action<SocketServer>(theServer =>
   {
    Console.WriteLine("服务已启动************");
   });

   //处理新的客户端连接后的事件
   server.HandleNewClientConnected = new Action<SocketServer, SocketConnection>((theServer, theCon) =>
   {
    Console.WriteLine($@"一个新的客户端接入，当前连接数：{theServer.ClientList.Count}");
   });

   //处理客户端连接关闭后的事件
   server.HandleClientClose = new Action<SocketConnection, SocketServer>((theCon, theServer) =>
   {
    Console.WriteLine($@"一个客户端关闭，当前连接数为：{theServer.ClientList.Count}");
   });

   //处理异常
   server.HandleException = new Action<Exception>(ex =>
   {
    Console.WriteLine(ex.Message);
   });

   //服务器启动
   server.StartServer();

   while (true)
   {
    Console.WriteLine("输入:quit，关闭服务器");
    string op = Console.ReadLine();
    if (op == "quit")
     break;
   }
  }
 }
}

So verwenden Sie den Client:

using Coldairarrow.Util.Sockets;
using System;
using System.Text;

namespace Console_Client
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   //创建客户端对象，默认连接本机127.0.0.1,端口为12345
   SocketClient client = new SocketClient(12345);

   //绑定当收到服务器发送的消息后的处理事件
   client.HandleRecMsg = new Action<byte[], SocketClient>((bytes, theClient) =>
   {
    string msg = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
    Console.WriteLine($"收到消息:{msg}");
   });

   //绑定向服务器发送消息后的处理事件
   client.HandleSendMsg = new Action<byte[], SocketClient>((bytes, theClient) =>
   {
    string msg = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
    Console.WriteLine($"向服务器发送消息:{msg}");
   });

   //开始运行客户端
   client.StartClient();

   while (true)
   {
    Console.WriteLine("输入:quit关闭客户端，输入其它消息发送到服务器");
    string str = Console.ReadLine();
    if (str == "quit")
    {
     client.Close();
     break;
    }
    else
    {
     client.Send(str);
    }
   }
  }
 }
}

Screenshot des letzten Lauftests:

Zusammenfassung:

Das Praktischste ist, dass es kapselt, wie eine Verbindung hergestellt wird. Benutzer müssen sich nur darauf konzentrieren, welche Daten nach der Verbindung gesendet werden, wie die Daten nach dem Empfang verarbeitet werden und viele andere Ereignisse. Dies beruht hauptsächlich auf der Verwendung anonymer Delegaten und der Verwendung von Lambda-Ausdrücken.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonTutorial zur Verwendung des Socket-Frameworks in C#. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!