基于C#的socket编程的TCP异步实现一、摘要本篇博文阐述基于TCP通信协议的异步实现。二、实验平台VisualStudio2010三、异步通信实现原理及常用
方法3.1建立连接 在同步模式中，在服务器上使用Accept方法接入连接请求，而在客户端则使用Connect方法来连接服务器。相对地，在异步模式下，服务器可以使用BeginAccept方法和EndAccept方法来完成连接到客户端的任务，在客户端则通过BeginConnect方法和EndConnect方法来实现与服务器的连接。BeginAccept在异步方式下传入的连接尝试，它允许其他动作而不必等待连接建立才继续执行后面程序。在调用BeginAccept之前，必须使用Listen方法来侦听是否有连接请求，BeginAccept的函数原型为：BeginAccept(AsyncCallbackAsyncCallback,Ojbectstate)参数：AsyncCallBack：代表回调函数state：表示状态信息，必须保证state中包含socket的句柄使用BeginAccept的基本流程是：(1)创建本地终节点，并新建套接字与本地终节点进行绑定；(2)在端口上侦听是否有新的连接请求；(3)请求开始接入新的连接，传入Socket的实例或者StateOjbect的实例。参考
代码：复制代码//定义IP地址IPAddresslocal=IPAddress.Parse("127.0,0,1")IPEndPointiep=newIPEndPoint(local,13000)//创建服务器的socket对象Socketserver=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)server.Bind(iep)server.Listen(20)server.BeginAccecpt(newAsyncCallback(Accept),server)复制代码当BeginAccept()方法调用结束后，一旦新的连接发生，将调用回调函数，而该回调函数必须包括用来结束接入连接 *** 作的EndAccept()方法。该方法参数列表为SocketEndAccept(IAsyncResultiar)下面为回调函数的实例：复制代码voidAccept(IAsyncResultiar){//还原传入的原始套接字SocketMyServer=(Socket)iar.AsyncState//在原始套接字上调用EndAccept方法，返回新的套接字Socketservice=MyServer.EndAccept(iar)}复制代码至此，服务器端已经准备好了。客户端应通过BeginConnect方法和EndConnect来远程连接主机。在调用BeginConnect方法时必须注册相应的回调函数并且至少传递一个Socket的实例给state参数，以保证EndConnect方法中能使用原始的套接字。下面是一段是BeginConnect的调用：Socketsocket=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)IPAddressip=IPAddress.Parse("127.0.0.1")IPEndPointiep=newIPEndPoint(ip,13000)socket.BeginConnect(iep,newAsyncCallback(Connect),socket)EndConnect是一种阻塞方法，用于完成BeginConnect方法的异步连接诶远程主机的请求。在注册了回调函数后必须接收BeginConnect方法返回的IASynccReuslt作为参数。下面为代码演示：复制代码voidConnect(IAsyncResultiar){Socketclient=(Socket)iar.AsyncStatetry{client.EndConnect(iar)}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}finally{}}复制代码除了采用上述方法建立连接之后，也可以采用TcpListener类里面的方法进行连接建立。下面是服务器端对关于TcpListener类使用BeginAccetpTcpClient方法处理一个传入的连接尝试。以下是使用BeginAccetpTcpClient方法和EndAccetpTcpClient方法的代码：复制代码publicstaticvoidDoBeginAccept(TcpListenerlistner){//开始从客户端监听连接Console.WriteLine("Waittingforaconnection")//接收连接//开始准备接入新的连接，一旦有新连接尝试则调用回调函数DoAcceptTcpClietlistner.BeginAcceptTcpClient(newAsyncCallback(DoAcceptTcpCliet),listner)}//处理客户端的连接publicstaticvoidDoAcceptTcpCliet(IAsyncResultiar){//还原原始的TcpListner对象TcpListenerlistener=(TcpListener)iar.AsyncState//完成连接的动作，并返回新的TcpClientTcpClientclient=listener.EndAcceptTcpClient(iar)Console.WriteLine("连接成功")}复制代码代码的处理逻辑为：(1)调用BeginAccetpTcpClient方法开开始连接新的连接，当连接视图发生时，回调函数被调用以完成连接 *** 作；(2)上面DoAcceptTcpCliet方法通过AsyncState属性获得由BeginAcceptTcpClient传入的listner实例；(3)在得到listener对象后，用它调用EndAcceptTcpClient方法，该方法返回新的包含客户端信息的TcpClient。BeginConnect方法和EndConnect方法可用于客户端尝试建立与服务端的连接，这里和第一种方法并无区别。下面看实例：复制代码publicvoiddoBeginConnect(IAsyncResultiar){Socketclient=(Socket)iar.AsyncState//开始与远程主机进行连接client.BeginConnect(serverIP[0],13000,requestCallBack,client)Console.WriteLine("开始与服务器进行连接")}privatevoidrequestCallBack(IAsyncResultiar){try{//还原原始的TcpClient对象TcpClientclient=(TcpClient)iar.AsyncState//client.EndConnect(iar)Console.WriteLine("与服务器{0}连接成功",client.Client.RemoteEndPoint)}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}finally{}}复制代码以上是建立连接的两种方法。可根据需要选择使用。3.2发送与接受数据在建立了套接字的连接后，就可以服务器端和客户端之间进行数据通信了。异步套接字用BeginSend和EndSend方法来负责数据的发送。注意在调用BeginSend方法前要确保双方都已经建立连接，否则会出异常。下面演示代码：复制代码privatestaticvoidSend(Sockethandler,Stringdata){//ConvertthestringdatatobytedatausingASCIIencoding.byte[]byteData=Encoding.ASCII.GetBytes(data)//Beginsendingthedatatotheremotedevice.handler.BeginSend(byteData,0,byteData.Length,0,newAsyncCallback(SendCallback),handler)}privatestaticvoidSendCallback(IAsyncResultar){try{//Retrievethesocketfromthestateobject.Sockethandler=(Socket)ar.AsyncState//Completesendingthedatatotheremotedevice.intbytesSent=handler.EndSend(ar)Console.WriteLine("Sent{0}bytestoclient.",bytesSent)handler.Shutdown(SocketShutdown.Both)handler.Close()}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}}复制代码接收数据是通过BeginReceive和EndReceive方法：复制代码privatestaticvoidReceive(Socketclient){try{//Createthestateobject.StateObjectstate=newStateObject()state.workSocket=client//Beginreceivingthedatafromtheremotedevice.client.BeginReceive(state.buffer,0,StateObject.BufferSize,0,newAsyncCallback(ReceiveCallback),state)}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}}privatestaticvoidReceiveCallback(IAsyncResultar){try{//Retrievethestateobjectandtheclientsocket//fromtheasynchronousstateobject.StateObjectstate=(StateObject)ar.AsyncStateSocketclient=state.workSocket//Readdatafromtheremotedevice.intbytesRead=client.EndReceive(ar)if(bytesRead>0){//Theremightbemoredata,sostorethedatareceivedsofar.state.sb.Append(Encoding.ASCII.GetString(state.buffer,0,bytesRead))//Gettherestofthedata.client.BeginReceive(state.buffer,0,StateObject.BufferSize,0,newAsyncCallback(ReceiveCallback),state)}else{//Allthedatahasarrivedputitinresponse.if(state.sb.Length>1){response=state.sb.ToString()}//Signalthatallbyteshavebeenreceived.receiveDone.Set()}}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}}复制代码上述代码的处理逻辑为：(1)首先处理连接的回调函数里得到的通讯套接字client，接着开始接收数据；(2)当数据发送到缓冲区中，BeginReceive方法试图从buffer数组中读取长度为buffer.length的数据块，并返回接收到的数据量bytesRead。最后接收并打印数据。除了上述方法外，还可以使用基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法，下面是基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法的使用介绍。NetworkStream使用BeginRead和EndRead方法进行读 *** 作，使用BeginWreite和EndWrete方法进行写 *** 作，下面看实例：复制代码staticvoidDataHandle(TcpClientclient){TcpClienttcpClient=client//使用TcpClient的GetStream方法获取网络流NetworkStreamns=tcpClient.GetStream()//检查网络流是否可读if(ns.CanRead){//定义缓冲区byte[]read=newbyte[1024]ns.BeginRead(read,0,read.Length,newAsyncCallback(myReadCallBack),ns)}else{Console.WriteLine("无法从网络中读取流数据")}}publicstaticvoidmyReadCallBack(IAsyncResultiar){NetworkStreamns=(NetworkStream)iar.AsyncStatebyte[]read=newbyte[1024]Stringdata=""intrecvrecv=ns.EndRead(iar)data=String.Concat(data,Encoding.ASCII.GetString(read,0,recv))//接收到的消息长度可能大于缓冲区总大小，反复循环直到读完为止while(ns.DataAvailable){ns.BeginRead(read,0,read.Length,newAsyncCallback(myReadCallBack),ns)}//打印Console.WriteLine("您收到的信息是"+data)}复制代码3.3程序阻塞与异步中的同步问题.Net里提供了EventWaitHandle类来表示一个
线程的同步事件。EventWaitHandle即事件等待句柄，他允许线程通过 *** 作系统互发信号和等待彼此的信号来达到线程同步的目的。这个类有2个子类，分别为AutoRestEevnt(自动重置)和ManualRestEvent(手动重置)。下面是线程同步的几个方法：(1)Rset方法：将事件状态设为非终止状态，导致线程阻塞。这里的线程阻塞是指允许其他需要等待的线程进行阻塞即让含WaitOne()方法的线程阻塞；(2)Set方法：将事件状态设为终止状态，允许一个或多个等待线程继续。该方法发送一个信号给 *** 作系统，让处于等待的某个线程从阻塞状态转换为继续运行，即WaitOne方法的线程不在阻塞；(3)WaitOne方法：阻塞当前线程，直到当前的等待句柄收到信号。此方法将一直使本线程处于阻塞状态直到收到信号为止，即当其他非阻塞进程调用set方法时可以继续执行。复制代码publicstaticvoidStartListening(){//Databufferforincomingdata.byte[]bytes=newByte[1024]//Establishthelocalendpointforthesocket.//TheDNSnameofthecomputer//runningthelisteneris"host.contoso.com".//IPHostEntryipHostInfo=Dns.Resolve(Dns.GetHostName())//IPAddressipAddress=ipHostInfo.AddressList[0]IPAddressipAddress=IPAddress.Parse("127.0.0.1")IPEndPointlocalEndPoint=newIPEndPoint(ipAddress,11000)//CreateaTCP/IPsocket.Socketlistener=newSocket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)//Bindthesockettothelocal//endpointandlistenforincomingconnections.try{listener.Bind(localEndPoint)listener.Listen(100)while(true){//Settheeventtononsignaledstate.allDone.Reset()//Startanasynchronoussockettolistenforconnections.Console.WriteLine("Waitingforaconnection")listener.BeginAccept(newAsyncCallback(AcceptCallback),listener)//Waituntilaconnectionismadebeforecontinuing.allDone.WaitOne()}}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString())}Console.WriteLine("\nPressENTERtocontinue")Console.Read()}复制代码上述代码的逻辑为：(1)试用了ManualRestEvent对象创建一个等待句柄，在调用BeginAccept方法前使用Rest方法允许其他线程阻塞；(2)为了防止在连接完成之前对套接字进行读写 *** 作，务必要在BeginAccept方法后调用WaitOne来让线程进入阻塞状态。当有连接接入后系统会自动调用会调用回调函数，所以当代码执行到回调函数时说明连接已经成功，并在函数的第一句就调用Set方法让处于等待的线程可以继续执行。这是因为每次PostBack的时候又执行了一次i=0，其实即使不设定i=0，程序在每次加载页面时依然会初始化变量i的。 所以你必须找一个能够在页面回发时也能够保持其状态的东西(不要想ViewState，这东西在AJAX下不好控制)，可以使用Hidden控件来完成。 首先设置Hidden控件的Value值为0，然后： protected void Timer1_Tick(object sender, EventArgs e) { int hiddenValue=int.Parse(Hidden1.Value)//你的Hidden控件ID是Hidden1 hiddenValue++Hidden.Value=hiddenValue.ToString()//这步一定要写，记录加1后的值 lable1.text=hiddenValue.ToString()//如果要显示出来就这样写 }
PS：不必设置变量i了，另外Hidden控件和Label都必须放在UpdatePanel里才可以
微软公司开发的软件，用于C语言、C++、C#、VB等语言编程开发和调试，可以开发出基于Windows运行的各种程序。 比如开发出QQ通讯软件，可以用visual studio来编译和调试。
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