即時通訊系列之Socket簡介

一、Socket連接

1.連接過程

建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運(yùn)行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個運(yùn)行于服務(wù)器端，稱為ServerSocket。
套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務(wù)器監(jiān)聽，客戶端請求，連接確認(rèn)。

• 1)服務(wù)器監(jiān)聽：服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字，而是處于等待連接的狀態(tài)，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，等待客戶端的連接請求。
• 2)客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。
• 3)連接確認(rèn)：當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應(yīng)客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求。
• 4)斷開連接.

2.TCP Socket

常用的Socket類型有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)報式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的Socket，針對于面向連接的TCP服務(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報式Socket是一種無連接的Socket，對應(yīng)于無連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。

基本TCP客戶—服務(wù)器程序設(shè)計基本框架.png

2.1 TCP Socket客戶端

客戶端的工作流程：首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個Socket，然后指定服務(wù)端的IP地址和端口號，就可以調(diào)用sendto將字符串傳送給服務(wù)器端，并可以調(diào)用recvfrom接收服務(wù)器端返回的字符串，最后關(guān)閉該socket。
第一步：創(chuàng)建socket并配置socket
第二步：調(diào)用bind綁定監(jiān)聽ip和端口號
第三步：調(diào)用connect連接服務(wù)器
第四步：調(diào)用getsockname獲取套接字信息
第五步：調(diào)用send發(fā)送消息到服務(wù)器端
第六步：調(diào)用close關(guān)閉socket

這里沒有寫接收來自服務(wù)器端的消息，大家可以自行添加。

客戶端的代碼實現(xiàn)：

- (void)tcpClient {
  // 第一步：創(chuàng)建soket
  // TCP是基于數(shù)據(jù)流的，因此參數(shù)二使用SOCK_STREAM
  int error = -1;
  int clientSocketId = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  BOOL success = (clientSocketId != -1);
  struct sockaddr_in addr;
  
  // 第二步：綁定端口號
  if (success) {
    NSLog(@"client socket create success");
    // 初始化
    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sin_len = sizeof(addr);
    
    // 指定協(xié)議簇為AF_INET，比如TCP/UDP等
    addr.sin_family = AF_INET;
    
    // 監(jiān)聽任何ip地址
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    error = bind(clientSocketId, (const struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    success = (error == 0);
  }
  
  if (success) {
    // p2p
    struct sockaddr_in peerAddr;
    memset(&peerAddr, 0, sizeof(peerAddr));
    peerAddr.sin_len = sizeof(peerAddr);
    peerAddr.sin_family = AF_INET;
    peerAddr.sin_port = htons(1024);
    
    // 指定服務(wù)端的ip地址，測試時，修改成對應(yīng)自己服務(wù)器的ip
    peerAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.107");
    
    socklen_t addrLen;
    addrLen = sizeof(peerAddr);
    NSLog(@"will be connecting");
    
    // 第三步：連接服務(wù)器
    error = connect(clientSocketId, (struct sockaddr *)&peerAddr, addrLen);
    success = (error == 0);
    
    if (success) {
      // 第四步：獲取套接字信息
      error = getsockname(clientSocketId, (struct sockaddr *)&addr, &addrLen);
      success = (error == 0);
      
      if (success) {
        NSLog(@"client connect success, local address:%s,port:%d",
              inet_ntoa(addr.sin_addr),
              ntohs(addr.sin_port));
        
        // 這里只發(fā)送10次
        int count = 10;
        do {
          // 第五步：發(fā)送消息到服務(wù)端
          send(clientSocketId, "哈哈，server您好！", 1024, 0);
          count--;
          
          // 告訴server，客戶端退出了
          if (count == 0) {
            send(clientSocketId, "exit", 1024, 0);
          }
        } while (count >= 1);
        
        // 第六步：關(guān)閉套接字
        close(clientSocketId);
      }
    } else {
      NSLog(@"connect failed");
      
      // 第六步：關(guān)閉套接字
      close(clientSocketId);
    }
  }
}

客戶端的打印日志

2015-12-06 18:35:00.385 iOS-Socket-C-Version-Client[9726:4256295] client socket create success
2015-12-06 18:35:00.386 iOS-Socket-C-Version-Client[9726:4256295] will be connecting
2015-12-06 18:35:00.507 iOS-Socket-C-Version-Client[9726:4256295] client connect success, local address:192.168.1.100,port:50311

說明連接服務(wù)器成功，然后發(fā)送了消息到服務(wù)器端。

2.2 TCP Socket服務(wù)器端

服務(wù)器端的工作流程：首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個套接字，然后調(diào)用bind函數(shù)將其與本機(jī)地址以及一個本地端口號綁定，接收到一個客戶端時，服務(wù)器顯示該客戶端的IP地址，并將字串返回給客戶端。
第一步：創(chuàng)建socket并配置socket
第二步：調(diào)用bind綁定服務(wù)器本機(jī)ip及端口號
第三步：調(diào)用listen監(jiān)聽客戶端的連接，并指定同時最多可讓accept的數(shù)量
第四步：調(diào)用accept等待客戶端的連接
第五步：調(diào)用recvfrom接收來自客戶端的消息
第六步：調(diào)用close關(guān)閉socket

服務(wù)器端代碼實現(xiàn)

- (void)tcpServer {
 // 第一步：創(chuàng)建socket
 int error = -1;
 
 // 創(chuàng)建socket套接字
 int serverSocketId = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 // 判斷創(chuàng)建socket是否成功
 BOOL success = (serverSocketId != -1);
 
 // 第二步：綁定端口號
 if (success) {
   NSLog(@"server socket create success");
   // Socket address
   struct sockaddr_in addr;
   
   // 初始化全置為0
   memset(&addr, 0, sizeof(addr));
   
   // 指定socket地址長度
   addr.sin_len = sizeof(addr);
   
   // 指定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如這里使用的是TCP/UDP則指定為AF_INET
   addr.sin_family = AF_INET;
   
   // 指定端口號
   addr.sin_port = htons(1024);
   
   // 指定監(jiān)聽的ip，指定為INADDR_ANY時，表示監(jiān)聽所有的ip
   addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
   
   // 綁定套接字
   error = bind(serverSocketId, (const struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
   success = (error == 0);
 }
 
 // 第三步：監(jiān)聽
 if (success) {
   NSLog(@"bind server socket success");
   error = listen(serverSocketId, 5);
   success = (error == 0);
 }
 
 if (success) {
   NSLog(@"listen server socket success");
   
   while (true) {
     // p2p
     struct sockaddr_in peerAddr;
     int peerSocketId;
     socklen_t addrLen = sizeof(peerAddr);
     
     // 第四步：等待客戶端連接
     // 服務(wù)器端等待從編號為serverSocketId的Socket上接收客戶連接請求
     peerSocketId = accept(serverSocketId, (struct sockaddr *)&peerAddr, &addrLen);
     success = (peerSocketId != -1);
     
     if (success) {
       NSLog(@"accept server socket success,remote address:%s,port:%d",
             inet_ntoa(peerAddr.sin_addr),
             ntohs(peerAddr.sin_port));
       char buf[1024];
       size_t len = sizeof(buf);
       
       // 第五步：接收來自客戶端的信息
       // 當(dāng)客戶端輸入exit時才退出
       do {
         // 接收來自客戶端的信息
         recv(peerSocketId, buf, len, 0);
         if (strlen(buf) != 0) {
           NSString *str = [NSString stringWithCString:buf encoding:NSUTF8StringEncoding];
           if (str.length >= 1) {
             NSLog(@"received message from client：%@",str);
           }
         }
       } while (strcmp(buf, "exit") != 0);
       
       NSLog(@"收到exit信號，本次socket通信完畢");
       
       // 第六步：關(guān)閉socket
       close(peerSocketId);
     }
   }
 }
}

服務(wù)器端的打印日志

2015-12-06 18:34:31.258 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] server socket create success
2015-12-06 18:34:31.258 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] bind server socket success
2015-12-06 18:34:31.259 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] listen server socket success
2015-12-06 18:35:00.743 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] accept server socket success,remote address:192.168.1.100,port:50311
2015-12-06 18:35:00.743 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.743 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.743 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.744 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.745 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：哈哈，server您好！
2015-12-06 18:35:00.745 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] received message from client：exit
2015-12-06 18:35:00.745 iOS-Socket-C-Version-Server[39929:2622200] 收到exit信號，本次socket通信完畢

我們這里打印出了客戶端發(fā)來的消息，由于上面實現(xiàn)的代碼中，只發(fā)10次，所以這里只有10條。