iOS | Socket & CocoaAsyncSocket介紹與使用

介紹

網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)程序通過一個(gè)雙向的通信連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，這個(gè)連接的一端稱為一個(gè)套接字socket。
實(shí)際上socket是對TCP/IP協(xié)議的封裝，它的出現(xiàn)只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已。socket本身并不是協(xié)議，它是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，是一組調(diào)用接口（TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API函數(shù)）

TCP/IP

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議，是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議集，它是為廣域網(wǎng)（WANs）設(shè)計(jì)的。
UDP（User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是與TCP相對應(yīng)的協(xié)議，它是屬于TCP/IP協(xié)議族中的一種
TCP/IP協(xié)議族包括運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層。socket是一個(gè)接口，在用戶進(jìn)程與TCP/IP協(xié)議之間充當(dāng)中間人，完成TCP/IP協(xié)議的書寫，關(guān)系如下圖：

socket-tcp/ip.png

Socket 工作流程

我們來看下 Socket 是如何進(jìn)行工作以及連接的


working process.png

通過上面圖片，可以明白，服務(wù)器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進(jìn)行監(jiān)聽(listen)，調(diào)用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時(shí)如果有個(gè)客戶端初始化一個(gè)Socket，然后連接服務(wù)器(connect)，如果連接成功，這時(shí)客戶端與服務(wù)器端的連接就建立了?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)請求，服務(wù)器端接收請求并處理請求，然后把回應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端讀取數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉連接，一次交互結(jié)束。

了解到 Socket 的概念以及工作原理，socket 的原生接口本文不做詳細(xì)使用說明了，本文主要對 CocoaAsyncSocket進(jìn)行介紹與使用

CocoaAsyncSocket介紹

CocoaAsyncSocket為Mac和iOS提供了易于使用和功能強(qiáng)大的異步套接字庫，主要包含兩個(gè)類:

  • GCDAsyncSocket
    用GCD搭建的基于TCP/IP協(xié)議的socket網(wǎng)絡(luò)庫
  • GCDAsyncUdpSocket
    用GCD搭建的基于UDP/IP協(xié)議的socket網(wǎng)絡(luò)庫.

本文主要介紹 GCDAsyncSocket的使用，他是一個(gè)TCP庫，建在Grand Central Dispatch上面的

客戶端

1. 初始化
@property (nonatomic, strong) GCDAsyncSocket *clientSocket;

 self.clientSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];

需要delegate和delegate_queue才能使GCDAsyncSocket調(diào)用您的委托方法。提供delegateQueue是一個(gè)新概念。delegateQueue要求必須是一個(gè)串行隊(duì)列，使得委托方法在delegateQueue隊(duì)列中執(zhí)行。

2.連接服務(wù)器
NSError *err = nil;
if (![self.clientSocket connectToHost:@"ip地址" onPort: "端口號" error:&err])  //異步！
{
    //  如果有錯(cuò)誤，很可能是"已經(jīng)連接"或"沒有委托集"
    NSLog(@"I goofed: %@", err);
}

連接方法是異步的。這意味著當(dāng)您調(diào)用connect方法時(shí)，它們會啟動后臺操作以連接到所需的主機(jī)/端口。

3.發(fā)送數(shù)據(jù)
//  發(fā)送數(shù)據(jù)
- (void)sendData:(NSData *)data{
     // -1表示超時(shí)時(shí)間無限大
     // tag:消息標(biāo)記
     [self.clientSocket writeData:data withTimeout:-1 tag:0];
}

通過調(diào)用writeData: withTimeout: tag:方法，即可發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器。

4.委托方法
4.1連接成功會是執(zhí)行的委托方法
// socket連接成功會執(zhí)行該方法
- (void)socket:(GCDAsyncSocket*)sock didConnectToHost:(NSString*)host port:(UInt16)port{
    NSLog(@"--連接成功--");
    [sock readDataWithTimeout:-1 tag:0];
}
4.2讀取到了服務(wù)端數(shù)據(jù)委托方法
// 收到服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)會執(zhí)行該方法
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{
    NSString *serverStr = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"服務(wù)端回包了--回包內(nèi)容--%@---長度%lu",serverStr,(unsigned long)data.length);
    [sock readDataWithTimeout:-1 tag:0];
}
4.3斷開連接委托方法
// 斷開連接會調(diào)取該方法
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket*)sock withError:(NSError*)err{
    NSLog(@"--斷開連接--");
    //  sokect斷開連接時(shí),需要清空代理和客戶端本身的socket.
    self.clientSocket.delegate = nil;
    self.clientSocket = nil;
}

以上幾個(gè)委托方法，使我們比較使用比較頻繁的委托代理方法。

5 心跳包

心跳包就是在客戶端和服務(wù)器間定時(shí)通知對方自己狀態(tài)的一個(gè)自己定義的命令，按照一定的時(shí)間間隔發(fā)送，類似于心跳
用來判斷對方（設(shè)備，進(jìn)程或其它網(wǎng)元）是否正常運(yùn)行，采用定時(shí)發(fā)送簡單的通訊包，如果在指定時(shí)間段內(nèi)未收到對方響應(yīng)，則判斷對方已經(jīng)離線。

@property(nonatomic, strong) NSTimer *heartbeatTimer;

- (void)beginSendHeartbeat{
    // 創(chuàng)建心跳定制器
    self.heartbeatTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5.0 target:self selector:@selector(sendHeartbeat:) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.heartbeatTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];
}

- (void)sendHeartbeat:(NSTimer *)timer {
    if (timer != nil) {
        char heartbeat[4] = {0xab,0xcd,0x00,0x00}; // 心跳字節(jié)，和服務(wù)器協(xié)商
        NSData *heartbeatData = [NSData dataWithBytes:&heartbeat length:sizeof(heartbeat)];
        [self.clientSocket writeData:heartbeatData withTimeout:-1 tag:0];
    }
}

服務(wù)端

GCDAsyncSocket還允許您創(chuàng)建服務(wù)器，并接受傳入的連接; 服務(wù)端使用基本和客戶類似，只不過需要開啟端口進(jìn)行監(jiān)聽客戶端連接。

1. 初始化
@property(nonatomic, strong) GCDAsyncSocket *serverSocket;

// 初始化服務(wù)端socket
self.serverSocket = [[GCDAsyncSocket alloc]initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];
2.開放服務(wù)端的指定端口.
 //  開放服務(wù)端的指定端口.
    NSError *error = nil;
    BOOL result = [self.serverSocket acceptOnPort:port error:&error];
    if (result) {
        NSLog(@"端口開啟成功,并監(jiān)聽客戶端請求連接...");
    }else {
        NSLog(@"端口開啟失...");
    }
3.發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶端
//  發(fā)送數(shù)據(jù)，和客戶端使用一致
- (void)sendData:(NSData *)data{
     // -1表示超時(shí)時(shí)間無限大
     // tag:消息標(biāo)記
    [self.serverSocket writeData:data withTimeout:-1 tag:0];
}
4.委托方法
4.1 監(jiān)聽到新的客戶端socket連接委托
/* 存儲所有連接的客戶端 socket*/
@property(nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayClient;

//  監(jiān)聽到新的客戶端socket連接，會執(zhí)行該方法
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)serveSock didAcceptNewSocket:(GCDAsyncSocket *) newSocket{
    
    NSLog(@"%@ IP: %@: %hu 客戶端請求連接...",newSocket,newSocket.connectedHost,newSocket.localPort);
    // 將客戶端socket保存起來
    if (![self.arrayClient containsObject:newSocket]) {
        [self.arrayClient addObject:newSocket];
    }
    [newSocket readDataWithTimeout:-1 tag:0];
}

監(jiān)聽到客戶端連接，將客戶端 socket 保存起來，因?yàn)榉?wù)器可能會收到很多客戶端連接。

4.2 讀取客戶端數(shù)據(jù)
//  讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag {
  //  記錄客戶端心跳
    char heartbeat[4] = {0xab,0xcd,0x00,0x00}; // 心跳
    NSData *heartbeatData = [NSData dataWithBytes:&heartbeat length:sizeof(heartbeat)];
    if ([data isEqualToData:heartbeatData]) {
        NSLog(@"*************心跳**************");
        self.heartbeatDateDict[sock.connectedHost] = [NSDate date];
    }
    [sock readDataWithTimeout:-1 tag:0];
}
4.3斷開連接
//  斷開連接
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock withError:(NSError *)err{    
    NSLog(@"斷開連接");
}
5.監(jiān)聽心跳包
// 子線程用于監(jiān)聽心跳包
@property(nonatomic, strong) NSThread *checkThread;
// 記錄每個(gè)心跳緩存
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *heartbeatDateDict;
// 初始化子線程，并啟動
self.checkThread = [[NSThread alloc]initWithTarget:sharedInstance selector:@selector(checkClientOnline) object:nil];
[self.checkThread start];

#pragma checkTimeThread

//  這里設(shè)置10檢查一次 數(shù)組里所有的客戶端socket 最后一次通訊時(shí)間,這樣的話會有周期差（最多差10s），可以設(shè)置為1s檢查一次，這樣頻率快
//  開啟線程 啟動runloop 循環(huán)檢測客戶端socket最新time
- (void)checkClientOnline{
    
    @autoreleasepool {
        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:10 target:self selector:@selector(repeatCheckClinetOnline) userInfo:nil repeats:YES];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
}

//  移除 超過心跳時(shí)差的 client
- (void)repeatCheckClinetOnline{
    
    if (self.arrayClient.count == 0) {
        return;
    }
    NSDate *date = [NSDate date];
    for (GCDAsyncSocket *socket in self.arrayClient ) {
        if ([date timeIntervalSinceDate:self.heartbeatDateDict[socket.connectedHost]]>10) {
            [self.arrayClient removeObject:socket];
        }
    }
}

CocoaAsyncSocket的讀寫操作、粘包處理思路可以看下一篇： Socket & CocoaAsyncSocket 讀/寫操作以及粘包處理

Demo地址：https://github.com/liuchuan-alex/LCSocketDemo
CocoaAsyncSocket github地址:https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket
參考鏈接:

https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket/wiki/Intro_GCDAsyncSocket
http://www.itdecent.cn/p/321bc95d077f

最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成，瀏覽時(shí)請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn)，簡書系信息發(fā)布平臺，僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

  • 前言 本文會用實(shí)例的方式，將iOS各種IM的方案都簡單的實(shí)現(xiàn)一遍。并且提供一些選型、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及優(yōu)化的建議。 注：...
    maTianHong閱讀 2,507評論 4贊 12
  • 公司項(xiàng)目棄用了第三方的IM，使用socket來實(shí)現(xiàn)。我在網(wǎng)上看了一些資料，決定使用CocoaAsyncSocket...
    532321閱讀 1,909評論 4贊 4
  • 地址：http://www.cnblogs.com/taoxu/p/7064103.html 寫在準(zhǔn)備動手的時(shí)候：...
    wvqusrtg閱讀 3,139評論 1贊 19
  • 一、網(wǎng)絡(luò)各個(gè)協(xié)議：TCP/IP、SOCKET、HTTP等 網(wǎng)絡(luò)七層由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層...
    杯水救車薪閱讀 2,358評論 0贊 17
  • 第一部分、概念的理解1、什么是Socket？Socket又稱之為“套接字”，是系統(tǒng)提供的用于網(wǎng)絡(luò)通信的方法。它的實(shí)...
    Hevin_Chen閱讀 2,618評論 0贊 5

友情鏈接更多精彩內(nèi)容