Série d'articles sur la programmation réseau C# (3) TcpListener implémente un serveur TCP asynchrone

Cet article présente

La classe TcpListener fournit des méthodes simples pour écouter et accepter les demandes de connexion entrantes en mode de synchronisation bloquante. TcpListener peut être connecté à l'aide de TcpClient ou Socket. Un TcpListener peut être créé à l'aide d'un IPEndPoint, d'une adresse IP locale et d'un numéro de port, ou simplement d'un numéro de port. Vous pouvez spécifier l'adresse IP locale sur Any et le numéro de port local sur 0 si vous souhaitez que le fournisseur de services sous-jacent attribue ces valeurs pour vous. Si vous choisissez de procéder ainsi, vous pouvez utiliser la propriété LocalEndpoint pour identifier les informations spécifiées après la connexion au socket. Utilisez la méthode Start pour commencer à écouter les demandes de connexion entrantes. Start mettra en file d'attente les connexions entrantes jusqu'à ce que vous appeliez la méthode Stop ou qu'il ait fini de mettre en file d'attente MaxConnections. Vous pouvez utiliser AcceptSocket ou AcceptTcpClient pour extraire les connexions de la file d'attente des demandes de connexion entrantes. Les deux méthodes bloqueront. Si vous souhaitez éviter le blocage, utilisez d'abord la méthode Pending pour déterminer s'il existe des demandes de connexion disponibles dans la file d'attente.

Bien que TcpListener ait été assez bien encapsulé, nous l'utilisons pour construire un serveur TCP asynchrone relativement bon. Ici, c'est toujours le même que le premier. 2 Comme dans le chapitre, je donnerai le code dans le serveur. Les commentaires dans le code sont très détaillés, et je donnerai également les classes d'encapsulation pertinentes.

Serveur TCP asynchrone TcpListener

Code du serveur

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
namespace NetFrame.Net.TCP.Listener.Asynchronous
{
    /// <summary>
    /// TcpListener实现异步TCP服务器
    /// </summary>
    public class AsyncTCPServer : IDisposable
    {
        #region Fields
        /// <summary>
        /// 服务器程序允许的最大客户端连接数
        /// </summary>
        private int _maxClient;

        /// <summary>
        /// 当前的连接的客户端数
        /// </summary>
        private int _clientCount;

        /// <summary>
        /// 服务器使用的异步TcpListener
        /// </summary>
        private TcpListener _listener;

        /// <summary>
        /// 客户端会话列表
        /// </summary>
        private List<Object> _clients;

        private bool disposed = false;

        #endregion

        #region Properties

        /// <summary>
        /// 服务器是否正在运行
        /// </summary>
        public bool IsRunning { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 监听的IP地址
        /// </summary>
        public IPAddress Address { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 监听的端口
        /// </summary>
        public int Port { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 通信使用的编码
        /// </summary>
        public Encoding Encoding { get; set; }


        #endregion

        #region 构造函数

        /// <summary>
        /// 异步TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>
        public AsyncTCPServer(int listenPort)
            : this(IPAddress.Any, listenPort)
        {
        }

        /// <summary>
        /// 异步TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="localEP">监听的终结点</param>
        public AsyncTCPServer(IPEndPoint localEP)
            : this(localEP.Address, localEP.Port)
        {
        }

        /// <summary>
        /// 异步TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="localIPAddress">监听的IP地址</param>
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>
        public AsyncTCPServer(IPAddress localIPAddress, int listenPort)
        {
            Address = localIPAddress;
            Port = listenPort;
            this.Encoding = Encoding.Default;

            _clients = new List<Object>();

            _listener = new TcpListener(Address, Port);
            _listener.AllowNatTraversal(true);
        }

        #endregion

        #region Method

        /// <summary>
        /// 启动服务器
        /// </summary>
        public void Start()
        {
            if (!IsRunning)
            {
                IsRunning = true;
                _listener.Start();
                _listener.BeginAcceptTcpClient(
                  new AsyncCallback(HandleTcpClientAccepted), _listener);
            }
        }


        /// <summary>
        /// 启动服务器
        /// </summary>
        /// <param name="backlog">
        /// 服务器所允许的挂起连接序列的最大长度
        /// </param>
        public void Start(int backlog)
        {
            if (!IsRunning)
            {
                IsRunning = true;
                _listener.Start(backlog);
                _listener.BeginAcceptTcpClient(
                  new AsyncCallback(HandleTcpClientAccepted), _listener);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 停止服务器
        /// </summary>
        public void Stop()
        {
            if (IsRunning)
            {
                IsRunning = false;
                _listener.Stop();
                lock (_clients)
                {
                    //关闭所有客户端连接
                    CloseAllClient();
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 处理客户端连接的函数
        /// </summary>
        /// <param name="ar"></param>
        private void HandleTcpClientAccepted(IAsyncResult ar)
        {
            if (IsRunning)
            {
                //TcpListener tcpListener = (TcpListener)ar.AsyncState;

                TcpClient client = _listener.EndAcceptTcpClient(ar);
                byte[] buffer = new byte[client.ReceiveBufferSize];

                TCPClientState state
                  = new TCPClientState(client, buffer);
                lock (_clients)
                {
                    _clients.Add(state);
                    RaiseClientConnected(state);
                }

                NetworkStream stream = state.NetworkStream;
                //开始异步读取数据
                stream.BeginRead(state.Buffer, 0, state.Buffer.Length, HandleDataReceived, state);

                _listener.BeginAcceptTcpClient(
                  new AsyncCallback(HandleTcpClientAccepted), ar.AsyncState);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 数据接受回调函数
        /// </summary>
        /// <param name="ar"></param>
        private void HandleDataReceived(IAsyncResult ar)
        {
            if (IsRunning)
            {
                TCPClientState state = (TCPClientState)ar.AsyncState;
                NetworkStream stream = state.NetworkStream;

                int recv = 0;
                try
                {
                    recv = stream.EndRead(ar);
                }
                catch
                {
                    recv = 0;
                }

                if (recv == 0)
                {
                    // connection has been closed
                    lock (_clients)
                    {
                        _clients.Remove(state);
                        //触发客户端连接断开事件
                        RaiseClientDisconnected(state);
                        return;
                    }
                }

                // received byte and trigger event notification
                byte[] buff = new byte[recv];
                Buffer.BlockCopy(state.Buffer, 0, buff, 0, recv);
                //触发数据收到事件
                RaiseDataReceived(state);

                // continue listening for tcp datagram packets
                stream.BeginRead(state.Buffer, 0, state.Buffer.Length, HandleDataReceived, state);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送数据
        /// </summary>
        /// <param name="state">接收数据的客户端会话</param>
        /// <param name="data">数据报文</param>
        public void Send(TCPClientState state, byte[] data)
        {
            RaisePrepareSend(state);
            Send(state.TcpClient, data);
        }

        /// <summary>
        /// 异步发送数据至指定的客户端
        /// </summary>
        /// <param name="client">客户端</param>
        /// <param name="data">报文</param>
        public void Send(TcpClient client, byte[] data)
        {
            if (!IsRunning)
                throw new InvalidProgramException("This TCP Scoket server has not been started.");

            if (client == null)
                throw new ArgumentNullException("client");

            if (data == null)
                throw new ArgumentNullException("data");
            client.GetStream().BeginWrite(data, 0, data.Length, SendDataEnd, client);
        }

        /// <summary>
        /// 发送数据完成处理函数
        /// </summary>
        /// <param name="ar">目标客户端Socket</param>
        private void SendDataEnd(IAsyncResult ar)
        {
            ((TcpClient)ar.AsyncState).GetStream().EndWrite(ar);
            RaiseCompletedSend(null);
        }
        #endregion

        #region 事件

        /// <summary>
        /// 与客户端的连接已建立事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> ClientConnected;
        /// <summary>
        /// 与客户端的连接已断开事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> ClientDisconnected;


        /// <summary>
        /// 触发客户端连接事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseClientConnected(TCPClientState state)
        {
            if (ClientConnected != null)
            {
                ClientConnected(this, new AsyncEventArgs(state));
            }
        }
        /// <summary>
        /// 触发客户端连接断开事件
        /// </summary>
        /// <param name="client"></param>
        private void RaiseClientDisconnected(TCPClientState state)
        {
            if (ClientDisconnected != null)
            {
                ClientDisconnected(this, new AsyncEventArgs("连接断开"));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 接收到数据事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> DataReceived;

        private void RaiseDataReceived(TCPClientState state)
        {
            if (DataReceived != null)
            {
                DataReceived(this, new AsyncEventArgs(state));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送数据前的事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> PrepareSend;

        /// <summary>
        /// 触发发送数据前的事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaisePrepareSend(TCPClientState state)
        {
            if (PrepareSend != null)
            {
                PrepareSend(this, new AsyncEventArgs(state));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 数据发送完毕事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> CompletedSend;

        /// <summary>
        /// 触发数据发送完毕的事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseCompletedSend(TCPClientState state)
        {
            if (CompletedSend != null)
            {
                CompletedSend(this, new AsyncEventArgs(state));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 网络错误事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> NetError;
        /// <summary>
        /// 触发网络错误事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseNetError(TCPClientState state)
        {
            if (NetError != null)
            {
                NetError(this, new AsyncEventArgs(state));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 异常事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<AsyncEventArgs> OtherException;
        /// <summary>
        /// 触发异常事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseOtherException(TCPClientState state, string descrip)
        {
            if (OtherException != null)
            {
                OtherException(this, new AsyncEventArgs(descrip, state));
            }
        }
        private void RaiseOtherException(TCPClientState state)
        {
            RaiseOtherException(state, "");
        }

        #endregion

        #region Close
        /// <summary>
        /// 关闭一个与客户端之间的会话
        /// </summary>
        /// <param name="state">需要关闭的客户端会话对象</param>
        public void Close(TCPClientState state)
        {
            if (state != null)
            {
                state.Close();
                _clients.Remove(state);
                _clientCount--;
                //TODO 触发关闭事件
            }
        }
        /// <summary>
        /// 关闭所有的客户端会话,与所有的客户端连接会断开
        /// </summary>
        public void CloseAllClient()
        {
            foreach (TCPClientState client in _clients)
            {
                Close(client);
            }
            _clientCount = 0;
            _clients.Clear();
        }
        #endregion

        #region 释放
        /// <summary>
        /// Performs application-defined tasks associated with freeing, 
        /// releasing, or resetting unmanaged resources.
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        /// <summary>
        /// Releases unmanaged and - optionally - managed resources
        /// </summary>
        /// <param name="disposing"><c>true</c> to release 
        /// both managed and unmanaged resources; <c>false</c> 
        /// to release only unmanaged resources.</param>
        protected virtual void Dispose(bool disposing)
        {
            if (!this.disposed)
            {
                if (disposing)
                {
                    try
                    {
                        Stop();
                        if (_listener != null)
                        {
                            _listener = null;
                        }
                    }
                    catch (SocketException)
                    {
                        //TODO
                        RaiseOtherException(null);
                    }
                }
                disposed = true;
            }
        }
        #endregion
    }
}

Classe d'encapsulation de traitement client

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

namespace NetFrame.Net.TCP.Listener.Asynchronous
{
    public class TCPClientState
    {
        /// <summary>
        /// 与客户端相关的TcpClient
        /// </summary>
        public TcpClient TcpClient { get; private set; }

        /// <summary>
        /// 获取缓冲区
        /// </summary>
        public byte[] Buffer { get; private set; }

        /// <summary>
        /// 获取网络流
        /// </summary>
        public NetworkStream NetworkStream
        {
            get { return TcpClient.GetStream(); }
        }

        public TCPClientState(TcpClient tcpClient, byte[] buffer)
        {
            if (tcpClient == null)
                throw new ArgumentNullException("tcpClient");
            if (buffer == null)
                throw new ArgumentNullException("buffer");

            this.TcpClient = tcpClient;
            this.Buffer = buffer;
        }
        /// <summary>
        /// 关闭
        /// </summary>
        public void Close()
        {
            //关闭数据的接受和发送
            TcpClient.Close();
            Buffer = null;
        }
    }
}

Classe de paramètres d'événement de serveur

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace NetFrame.Net.TCP.Listener.Asynchronous
{
    /// <summary>
    /// 异步TcpListener TCP服务器事件参数类 
    /// </summary>
    public class AsyncEventArgs:EventArgs
    {
         /// <summary>
        /// 提示信息
        /// </summary>
        public string _msg;

        /// <summary>
        /// 客户端状态封装类
        /// </summary>
        public TCPClientState _state;

        /// <summary>
        /// 是否已经处理过了
        /// </summary>
        public bool IsHandled { get; set; }

        public AsyncEventArgs(string msg)
        {
            this._msg = msg;
            IsHandled = false;
        }
        public AsyncEventArgs(TCPClientState state)
        {
            this._state = state;
            IsHandled = false;
        }
        public AsyncEventArgs(string msg, TCPClientState state)
        {
            this._msg = msg;
            this._state = state;
            IsHandled = false;
        }
    }
}

Ce qui précède est l'implémentation de TcpListener dans l'article de la série de programmation réseau C# (3) Le contenu du serveur TCP asynchrone, veuillez faire attention au site Web PHP chinois (www.php.cn) pour plus de contenu connexe !