客户端到服务器端的通信过程及原理（很清晰，保证看后顿悟）

  学习任何东西，我们只要搞清楚其原理，就会触类旁通。现在结和我所学，我想总结一下客户端到服务器端的通信过程。只有明白了原理，我们才会明白当我们程序开发过程中错误的问题会出现在那，才会更好的解决问题。

    我们首先要了解一个概念性的词汇：Socket

    socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为进程通信机制，取后一种意思。通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。(其实就是两个程序通信用的。)socket非常类似于电话的插座。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，电话号码可以当作是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（IP地址），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，通信完成。

    以上通信是以两个人通话做为事例来在概的说明了下通信，但是现在假如通信中的一个人是外国人（说英语），一个人是中国人（说普通话），他们俩相互通信的话，都不能听明白对方说的是什么，那么他们的沟通就不能够完成。但是如果我们给一个规定，给通话双方，只能讲普通话，那么双方沟通就没有障碍了。这就引出来了通信协议。

有两种类型：（Tcp协议与Udp协议）:

Tcp协议与Udp协议是在两硬件设备上进行通信传输的一种数据语法。

– 流式Socket（STREAM）：

    是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用，安全，但是效率低；Tcp:是以流的形式来传的。

– 数据报式Socket（DATAGRAM）：

    是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用.不安全(丢失,顺序混乱,在接收端要分析重排及要求重发),但效率高.Udp:将数据包拆开为若干份编号后来传输。在传输的过程中容易出现数据的丢失。但是传输速度要比TCP的快。

Socket的通信流程

• Demo:

• 服务器端：

– 申请一个socket (socketWatch)用来监听的

– 绑定到一个IP地址和一个端口上

– 开启侦听，等待接授客户端的连接

– 当有连接时创建一个用于和连接进来的客户端进行通信的socket(socketConnection)

– 即续监听,等侍下一个客户的连接

代码如下：

1. using System;

2. using System.Collections.Generic;

3. using System.ComponentModel;

4. using System.Data;

5. using System.Drawing;

6. using System.Linq;

7. using System.Text;

8. using System.Windows.Forms;

9.  

10. using System.Net;//IPAdress,IPEndPoint(ip和端口)类

11. using System.Net.Sockets;

12. using System.Threading;

13. using System.IO;

14.  

15. namespace MyChatRoomServer

16. {

17. public partial class FChatServer : Form

18. {

19. public FChatServer()

20. {

21. InitializeComponent();

22. TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;//关闭 对 文本框 的跨线程操作检查

23. }

24.  

25. Thread threadWatch = null;//负责监听 客户端 连接请求的 线程

26. Socket socketWatch = null;//负责监听的 套接字

27.  

28. private void btnBeginListen_Click(object sender, EventArgs e)

29. {

30. //创建 服务端 负责监听的 套接字，参数（使用IP4寻址协议，使用流式连接，使用TCP协议传输数据）

31. socketWatch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

32. //获得文本框中的 IP地址对象

33. IPAddress address = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());

34. //创建 包含 ip 和 port 的网络节点对象

35. IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address, int.Parse(txtPort.Text.Trim()));

36. //将 负责监听 的套接字 绑定到 唯一的IP和端口上

37. socketWatch.Bind(endpoint);

38. //设置监听队列的长度

39. socketWatch.Listen(10);

40.  

41. //创建 负责监听的线程，并传入监听方法

42. threadWatch = new Thread(WatchConnecting);

43. threadWatch.IsBackground = true;//设置为后台线程

44. threadWatch.Start();//开启线程

45. ShowMsg("服务器启动监听成功～");

46. //IPEndPoint

47. //socketWatch.Bind(

48. }

49. //保存了服务器端 所有负责和客户端通信的套接字

50. Dictionary<string, Socket> dict = new Dictionary<string, Socket>();

51. //保存了服务器端 所有负责调用 通信套接字.Receive方法 的线程

52. Dictionary<string, Thread> dictThread = new Dictionary<string, Thread>();

53.  

54. //Socket sokConnection = null;

55. /// <summary>

56. /// 监听客户端请求的方法

57. /// </summary>

58. void WatchConnecting()

59. {

60. while (true)//持续不断的监听新的客户端的连接请求

61. {

62. //开始监听 客户端 连接请求，注意：Accept方法，会阻断当前的线程！

63. Socket sokConnection = socketWatch.Accept();//一旦监听到客户端的请求，就返回一个负责和该客户端通信的套接字 sokConnection

64. //sokConnection.Receive

65. //向 列表控件中 添加一个 客户端的ip端口字符串，作为客户端的唯一标识

66. lbOnline.Items.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString());

67. //将 与客户端通信的 套接字对象 sokConnection 添加到 键值对集合中，并以客户端IP端口作为键

68. dict.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString(), sokConnection);

69.  

70. //创建 通信线程

71. ParameterizedThreadStart pts = new ParameterizedThreadStart(RecMsg);

72. Thread thr = new Thread(pts);

73. thr.IsBackground = true;//设置为

74. thr.Start(sokConnection);//启动线程 并为线程要调用的方法RecMsg 传入参数sokConnection

75.  

76. dictThread.Add(sokConnection.RemoteEndPoint.ToString(), thr);//将线程 保存在 字典里，方便大家以后做“踢人”功能的时候用

77.  

78. ShowMsg("客户端连接成功！" + sokConnection.RemoteEndPoint.ToString());

79. //sokConnection.RemoteEndPoint 中保存的是 当前连接客户端的 Ip和端口

80. }

81. }

82.  

83. /// <summary>

84. /// 服务端 负责监听 客户端 发送来的数据的 方法

85. /// </summary>

86. void RecMsg(object socketClientPara)

87. {

88. Socket socketClient = socketClientPara as Socket;

89. while (true)

90. {

91. //定义一个 接收用的 缓存区(2M字节数组)

92. byte[] arrMsgRec = new byte[1024 * 1024 * 2];

93. //将接收到的数据 存入 arrMsgRec 数组,并返回 真正接收到的数据 的长度

94. int length=-1;

95. try

96. {

97. length = socketClient.Receive(arrMsgRec);

98. }

99. catch (SocketException ex)

100. {

101. ShowMsg("异常：" + ex.Message);

102. //从 通信套接字 集合中 删除 被中断连接的 通信套接字对象

103. dict.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

104. //从 通信线程 结合中 删除 被终端连接的 通信线程对象

105. dictThread.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

106. //从 列表中 移除 被中断的连接 ip:Port

107. lbOnline.Items.Remove(socketClient.RemoteEndPoint.ToString());

108. break;

109. }

110. catch (Exception ex)

111. {

112. ShowMsg("异常：" + ex.Message);

113. break;

114. }

115. if (arrMsgRec[0] == 0)//判断 发送过来的数据 的第一个元素是 0，则代表发送来的是 文字数据

116. {

117. //此时 是将 数组 所有的元素 都转成字符串，而真正接收到的 只有服务端发来的几个字符

118. string strMsgRec = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(arrMsgRec,1, length-1);

119. ShowMsg(strMsgRec);

120. }

121. else if (arrMsgRec[0] == 1)//如果是1 ，则代表发送过来的是 文件数据(图片/视频/文件....)

122. {

123. SaveFileDialog sfd = new SaveFileDialog();//保存文件选择框对象

124. if (sfd.ShowDialog() == System.Windows.Forms.DialogResult.OK)//用户选择文件路径后

125. {

126. string fileSavePath = sfd.FileName;//获得要保存的文件路径

127. //创建文件流，然后 让文件流来 根据路径 创建一个文件

128. using (FileStream fs = new FileStream(fileSavePath, FileMode.Create))

129. {

130. fs.Write(arrMsgRec, 1, length-1);

131. ShowMsg("文件保存成功：" + fileSavePath);

132. }

133. }

134. }

135. }

136. }

137.  

138. //发送消息到客户端

139. private void btnSend_Click(object sender, EventArgs e)

140. {

141. if (string.IsNullOrEmpty(lbOnline.Text))

142. {

143. MessageBox.Show("请选择要发送的好友");

144. }

145. else

146. {

147. string strMsg = txtMsgSend.Text.Trim();

148. //将要发送的字符串 转成 utf8对应的字节数组

149. byte[] arrMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strMsg);

150. //获得列表中 选中的KEY

151. string strClientKey = lbOnline.Text;

152. //通过key，找到 字典集合中对应的 与某个客户端通信的 套接字的 send方法，发送数据给对方

153. try

154. {

155. dict[strClientKey].Send(arrMsg);

156. //sokConnection.Send(arrMsg);

157. ShowMsg("发送了数据出去：" + strMsg);

158. }

159. catch (SocketException ex)

160. {

161. ShowMsg("发送时异常："+ex.Message);

162. }

163. catch (Exception ex)

164. {

165. ShowMsg("发送时异常：" + ex.Message);

166. }

167. }

168. }

169.  

170. //服务端群发消息

171. private void btnSendToAll_Click(object sender, EventArgs e)

172. {

173. string strMsg = txtMsgSend.Text.Trim();

174. //将要发送的字符串 转成 utf8对应的字节数组

175. byte[] arrMsg = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(strMsg);

176. foreach (Socket s in dict.Values)

177. {

178. s.Send(arrMsg);

179. }

180. ShowMsg("群发完毕！：）");

181. }

182.  

183. #region 显示消息

184. /// <summary>

185. /// 显示消息

186. /// </summary>

187. /// <param name="msg"></param>

188. void ShowMsg(string msg)

189. {

• 客户端：

– 申请一个socket(socketClient)

– 连接服务器（指明IP地址和端口号）

代码如下：

1. using System;

2.  

3. using System.Collections.Generic;

4.  

5. using System.ComponentModel;

6.  

7. using System.Data;

8.  

9. using System.Drawing;

10.  

11. using System.Linq;

12.  

13. using System.Text;

14.  

15. using System.Windows.Forms;

16.  

17. using System.Net.Sockets;

18.  

19. using System.Net;

20.  

21. using System.Threading;

22.  

23. namespace MyChatRoomClient

24.  

25. {

26.  

27. public partial class FChatClient : Form

28.  

29. {

30.  

31. public FChatClient()

32.  

33. {

34.  

35. InitializeComponent();

36.  

37. TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;

38.  

39. }

40.  

41. Thread threadClient = null; //客户端 负责 接收 服务端发来的数据消息的线程

42.  

43. Socket socketClient = null;//客户端套接字

44.  

45. //客户端发送连接请求到服务器

46.  

47. private void btnConnect_Click(object sender, EventArgs e)

48.  

49. {

50.  

51. IPAddress address = IPAddress.Parse(txtIP.Text.Trim());//获得IP

52.  

53. IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address, int.Parse(txtPort.Text.Trim()));//网络节点

54.  

55. //创建客户端套接字

56.  

57. socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

58.  

59. //向 指定的IP和端口 发送连接请求

60.  

61. socketClient.Connect(endpoint);

62.  

63. //客户端 创建线程 监听服务端 发来的消息

64.  

65. threadClient = new Thread(RecMsg);

66.  

67. threadClient.IsBackground = true;

68.  

69. threadClient.Start();

70.  

71. }

72.  

73. /// <summary>

74.  

75. /// 监听服务端 发来的消息

76.  

77. /// </summary>

78.  

79. void RecMsg()

80.  

81. {

82.  

83. while (true)

84.  

85. {

86.  

87. //定义一个 接收用的 缓存区(2M字节数组)

88.  

89. byte[] arrMsgRec = new byte[1024 * 1024 * 2];

90.  

91. //将接收到的数据 存入 arrMsgRec 数组,并返回 真正接收到的数据 的长度

92.  

93. int length= socketClient.Receive(arrMsgRec);

94.  

95. //此时 是将 数组 所有的元素 都转成字符串，而真正接收到的 只有服务端发来的几个字符

96.  

97. string strMsgRec = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(arrMsgRec, 0, length);

98.  

99. ShowMsg(strMsgRec);

100.  

101. }

102.  

103. }

104.  

105. void ShowMsg(string msg)

106.  

107. {

108.  

109. txtMsg.AppendText(msg + "\r\n");

110.  

111. }

112.  

113. }

114.  

115. }

通信过程图

通过以上流程图我们可以看出，客户端与服务器端之间的一个基本通信流程，概括一下Socket 一般应用模式（客户端和服务器端）的作用：

服务器端：最少有两个socket,一个是服务端负责监听客户端发来连接请求,但不负责与请求的客户端通信，另一个是每当服务器端成功接收到客户端时，但在服务器端创建一个用与请求的客户端进行通信的socket.

客户端：指定要连接的服务器端地址和端口，通过创建一个socket对象来初始化一个到服务器端的TCP连接。

转载自：http://www.codeceo.com/article/client-to-server.html