基于Socket的网络聊天室编程(第一版)

一:什么是套接字

在网络编程中最常用的方案便是Client/Server (客户机/服务器)模型。在这种方案中客户应用程序向服务器程序请求服务。一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求,也就是说,服务进程一直处于休眠状态,直到一个客户向这个服务的地址提出了连接请求。在这个时刻,服务程序被"惊醒"并且为客户提供服务-对客户的请求作出适当的反应。为了方便这种Client/Server模型的网络编程,90年代初,由Microsoft联合了其他几家公司共同制定了一套WINDOWS下的网络编程接口,即Windows Sockets规范,它不是一种网络协议,而是一套开放的、支持多种协议的Windows下的网络编程接口。现在的Winsock已经基本上实现了与协议无关,你可以使用Winsock来调用多种协议的功能,但较常使用的是TCP/IP协议。Socket实际在计算机中提供了一个通信端口,可以通过这个端 口与任何一个具有Socket接口的计算机通信。应用程序在网络上传输,接收的信息都通过这个Socket接口来实现。

简单的来说,socket非常类似于电话插座。以一个电话网为例。电话的通话双方相当于相互通信的2个程序,电话号码就是IP地址。任何用户在通话之前,首先要占有一部电话机,相当于申请一个socket;同时要知道对方的号码,相当于对方有一个固定的socket。然后向对方拨号呼叫,相当于发出连接请求。对方假如在场并空闲,拿起电话话筒,双方就可以正式通话,相当于连接成功。双方通话的过程,是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程,相当于向socket发送数据和从socket接收数据。通话结束后,一方挂起电话机相当于关闭socket,撤消连接。

二:Socket的一般应用模式(Server-Client)

客户端Client Socket连接服务端指定的端口(负责接收和发送服务端消息)

  • 必须指定要连接的服务端地址和断口。
  • 通过创建一个Socket对象来初始化一个到服务端的连接。

服务端Welcoming Socket监听到客户端连接,创建Connection Socket(负责和客户端通讯)

  • 一个负责接监听客户端连接的套接字
  • 每成功接收到一个客户端连接便在服务端产生一个对应Socket

Socket的通讯过程:

客户端:

  1. 申请一个Socket
  2. 连接到指定服务器(指明了IP地址和端口号)

服务器端:

  1. 申请一个Socket
  2. 绑定到一个IP地址和端口上
  3. 开启侦听,等待接受连接

socket通信的基本流程图:

三:网络聊天室原理与实现-服务端:

  • 开始监听客户连接 -WatchConnection()
        Thread threadWatchPort = null;//监听端口线程
        Socket socketWatchPort = null;
        //存储客户端连接的信息
        Dictionary<string, ClientConnection> dictConnections = new Dictionary<string, ClientConnection>();
        //IP地址
        IPAddress address = null;
        //IP节点
        IPEndPoint endpoint = null;
        /// <summary>
        /// 开始监听用户连接
        /// </summary>
        /// 函数原型是int PASCAL listen(SOCKET,int);
        ///其中第二参数的含义楼主理解错误,并非最大可连接数,而是最多可缓存的监听个数。
        ///这里listen()维护一个队列,每一个请求监听,但尚未被accept()的请求都放在队列里,而一旦监听被accept()之后,该监听就从队列移走了。
        private void WatchConnection()
        {
            try
            {
                //创建IP地址
                address = IPAddress.Parse(txtIP.Text);
                //创建IP节点(包含IP和端口)
                endpoint = new IPEndPoint(address, int.Parse(txtPort.Text));
                //创建一个监听套接字(基于TCP的流式套接字)
                socketWatchPort = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                //将套接字绑定到主机上某个端口
                socketWatchPort.Bind(endpoint);
                //能同时处理的连接数
                socketWatchPort.Listen(10);
                threadWatchPort = new Thread(WatchPort);
                threadWatchPort.Name = "threadWatchPort";
                //设为后台线程,当所有前台线程停止后会自动关闭
                threadWatchPort.IsBackground = true;
                threadWatchPort.Start();
                ShowMsg("服务器启动完毕,等待客户端连接");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowErrorMsg("",ex);
            }
        }
  • 在另一线程监听指定端口- WatchPort()
private void WatchPort()
        {
            while (true)
            {
                try
                {
                    //cSok和客户端通信套接字
                    Socket cSok = socketWatchPort.Accept();
                    ClientConnection conn = new ClientConnection(this, cSok);
                    ShowMsg("客户端" + cSok.RemoteEndPoint.ToString() + "连接成功");
                    dictConnections.Add(cSok.RemoteEndPoint.ToString(), conn);
                    AddClientToList(cSok.RemoteEndPoint.ToString());
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    ShowErrorMsg("",ex);
                    //break;
                }
            }
        }
  • 和客户端连接的通道类:
public class ClientConnection
    {
        Thread threadClient = null;
        Socket socket = null;
        FrmMain frmMain = null;
        bool doesClose = false;
        public ClientConnection(FrmMain frmMain,Socket socket)
        {
            this.frmMain = frmMain;
            this.socket = socket;
            threadClient = new Thread(WatchClientMsg);
            threadClient.IsBackground = true;
            threadClient.Start();   
        }
        #region 监听客户端消息 -WatchClientMsg();
        /// <summary>
        /// 监听客户端消息
        /// </summary>
        private void WatchClientMsg()
        {
            while (!doesClose)
            {
                try
                {
                    byte[] byteMsgRec = new byte[1024 * 1024 * 4];
                    int length = socket.Receive(byteMsgRec, byteMsgRec.Length, SocketFlags.None);
                    if (length > 0)
                    {
                        string strMsgRec = Encoding.UTF8.GetString(byteMsgRec, 1, length - 1);
                        ShowMsg(socket.RemoteEndPoint.ToString() + "说:" + strMsgRec);
                    }
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    if (socket!=null)
                    {
                        ShowErr("客户端"+socket.RemoteEndPoint.ToString()+"断开连接:",ex);
                        frmMain.RemoveListItem(socket.RemoteEndPoint.ToString());
                        break;
                    }
                    //
                }
            }
        }
        #endregion

        #region 发送窗口抖动 SendShake()
        public void SendShake()
        {
            try
            {
                byte[] finalByte = new byte[1];
                finalByte[0] = 2;
                socket.Send(finalByte);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowErr("SendShake()",ex);
            }
        }
        #endregion

        #region 发送消息 -SendMsg(string msg)
        /// <summary>
        /// 发送消息 标志:第一位是:0
        /// </summary>
        /// <param name="msg"></param>
        public void SendMsg(string msg)
        {
            try
            {
                byte[] msgSendByte = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
                byte[] finalByte = new byte[msgSendByte.Length + 1];
                finalByte[0] = 0;
                Buffer.BlockCopy(msgSendByte, 0, finalByte, 1, msgSendByte.Length);
                socket.Send(finalByte);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowErr("SendMsg(string msg)",ex);
                throw;
            }

        }
        #endregion

        #region 发送文件 -SendFile(string fileName)
        /// <summary>
        /// 发送文件 标记:第一位为1
        /// </summary>
        /// <param name="fileName">文件路径</param>
        public void SendFile(string fileName)
        {
            FileStream fs = null;
            try
            {
                fs = new FileStream(fileName, FileMode.Open);
                byte[] byteFile = new byte[1024 * 1024 * 5];
                int length = fs.Read(byteFile, 0, byteFile.Length);
                if (length > 0)
                {
                    byte[] byteFinalFile = new byte[length + 1];
                    byteFinalFile[0] = 1;
                    Buffer.BlockCopy(byteFile, 0, byteFinalFile, 1, length);
                    socket.Send(byteFinalFile);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowErr("SendFile(string fileName)", ex);
            }
            finally
            {
                fs.Close();
            }
        }
        #endregion

        #region 关闭与客户端连接-Close()
        public void Close()
        {
            doesClose = true;
            threadClient.Abort();
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            socket.Close();
            socket = null;
        }
        #endregion

        #region 在面板上显示消息 -ShowMsg()
        private void ShowMsg(string msg)
        {
            this.frmMain.ShowMsg(msg);
        }
        private void ShowErr(string errMsg,Exception ex)
        {
            this.frmMain.ShowErrorMsg(errMsg, ex);
        }
        #endregion

    }

三:网络聊天室原理与实现-客户端:

  • 初始化客户端
  //初始化客户端Socket用于连接服务器端
        private void InitSocketAndConnect()
        {
            try
            {
                dgShowMsg = new DGShowMsg(DoShowMsg);
                //创建一个客户端Socket
                clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                address = IPAddress.Parse(txtIp.Text.Trim());
                endP = new IPEndPoint(address, int.Parse(txtPort.Text.Trim()));
                //连接到指定服务器的指定端口
                clientSocket.Connect(endP);
                ShowMsg("连接成功!");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowErr("InitSocketAndConnect()",ex);
            }
        }
  • 接收消息
 private void WatchMsg()
        {
            while (true)
            {
                byte[] msgByte = new byte[1024 * 1024 * 2];
                int length = 0;
                try
                {
                    length = clientSocket.Receive(msgByte,msgByte.Length,SocketFlags.None);
                    if (length>0)
                    {
                        if (msgByte[0]==0)//接受文字
                        {
                            ShowMsg("对方说:"+Encoding.UTF8.GetString(msgByte,1,length-1));
                        }
                        else if (msgByte[0]==1)//接受文件
                        {
                            SaveFileDialog sfd = new SaveFileDialog();
                            if (sfd.ShowDialog()==DialogResult.OK)
                            {
                                string savePath = sfd.FileName;
                                using (FileStream fs=new FileStream (savePath,FileMode.Create) )
                                {
                                    fs.Write(msgByte,1,length-1);
                                }
                                ShowMsg("文件保存成功:"+savePath);
                            }
                        }
                        else//抖动窗体
                        {
                            ShakeWindow();
                        }
                    }
                }
  • 发送消息到服务端
       /// <summary>
       /// 发送消息
       /// </summary>
       /// <param name="sender"></param>
       /// <param name="e"></param>
        private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (clientSocket!=null)
            {
                try
                {
                    string msgSend = txtInput.Text.Trim();
                    byte[] orgByte = Encoding.UTF8.GetBytes(msgSend);
                    byte[] finalByte=new byte[orgByte.Length+1];
                    finalByte[0] = 0;
                    Buffer.BlockCopy(orgByte,0,finalByte,1,orgByte.Length);
                    clientSocket.Send(finalByte);
                    ShowMsg("我说:"+msgSend);

                }
                catch (SocketException ex)
                {
                    ShowErr("发送消息时",ex);
                }
            }
        }
  • 抖动窗体:
 /// <summary>
  /// 抖动窗体
  /// </summary>
        private void doShakeWin()
        {
             Random ran = new Random();
             System.Drawing.Point point = this.Location;
            for (int i = 0; i < 30; i++)
            {
                this.Location = new System.Drawing.Point(point.X + ran.Next(8), point.Y + ran.Next(8));
                System.Threading.Thread.Sleep(15);
                this.Location = point;
                System.Threading.Thread.Sleep(15);
            }
        }

程序参考出处: http://jameszou.blog.51cto.com/2173852/641032

源代码下载:

http://files.cnblogs.com/OceanEyes/Ocean.Eyes.SocketWork.Solution.rar

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