iOS開發網絡篇--Socket編程

一、網絡各個協議:TCP/IP、SOCKET、HTTP等

網絡七層由下往上分別爲物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

其中物理層、數據鏈路層和網絡層通常被稱作媒體層,是網絡工程師所研究的對象;

傳輸層、會話層、表示層和應用層則被稱作主機層,是用戶所面向和關心的內容。

http協議對應於應用層

tcp協議對應於傳輸層

ip協議對應於網絡層

三者本質上沒有可比性。 何況HTTP協議是基於TCP連接的。

TCP/IP是傳輸層協議,主要解決數據如何在網絡中傳輸;而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝數據。

我們在傳輸數據時,可以只使用傳輸層(TCP/IP),但是那樣的話,由於沒有應用層,便無法識別數據內容,如果想要使傳輸的數據有意義,則必須使用應用層 協議,應用層協議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP作傳輸層協議,以封裝HTTP文本信息,然後使用TCP/IP做傳輸層協議將它發送到網絡上。Socket是對TCP/IP協議的封裝,Socket本身並不是協議,而是一個調用接口(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協議。

二、Http和Socket連接區別

相信不少初學手機聯網開發的朋友都想知道Http與Socket連接究竟有什麼區別,希望通過自己的淺顯理解能對初學者有所幫助。

2.1、TCP連接

要想明白Socket連接,先要明白TCP連接。手機能夠使用聯網功能是因爲手機底層實現了TCP/IP協議,可以使手機終端通過無線網絡建立TCP連接。TCP協議可以對上層網絡提供接口,使上層網絡數據的傳輸建立在“無差別”的網絡之上。

建立起一個TCP連接需要經過“三次握手”:

第一次握手:客戶端發送syn包(syn=j)到服務器,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認;

第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也發送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態;

第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=k+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。

握手過程中傳送的包裏不包含數據,三次握手完畢後,客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動關閉連接之前,TCP連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求,斷開過程需要經過“四次握手”(過程就不細寫

了,就是服務器和客戶端交互,最終確定斷開)

2.2、HTTP連接

HTTP協議即超文本傳送協議(HypertextTransferProtocol )是Web聯網的基礎,也是手機聯網常用的協議之一,HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用。

HTTP連接最顯著的特點是客戶端發送的每次請求都需要服務器回送響應,在請求結束後,會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱爲“一次連接”。

1)在HTTP 1.0中,客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接,在處理完本次請求後,就自動釋放連接。

2)在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求,並且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束後再發送下一個請求。

由於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連接,因此HTTP連接是一種“短連接”,要保持客戶端程序的在線狀態,需要不斷地向服務器發起連接請求。通常的

做法是即時不需要獲得任何數據,客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次“保持連接”的請求,服務器在收到該請求後對客戶端進行回覆,表明知道客戶端“在線”。若服務器長時間無法收到客戶端的請求,則認爲客戶端“下線”,若客戶端長時間無法收到服務器的回覆,則認爲網絡已經斷開。

三、SOCKET原理

3.1、套接字(socket)概念
套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示,包含進行網絡通信必須的五種信息:連接使用的協議,本地主機的IP地址,本地進程的協議端口,遠地主機的IP地址,遠地進程的協議端口。

應用層通過傳輸層進行數據通信時,TCP會遇到同時爲多個應用程序進程提供併發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個TCP協議端口傳輸數據。爲了區別不同的應用程序進程和連接,許多計算機操作系統爲應用程序與TCP/IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應用層可以和傳輸層通過Socket接口,區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信,實現數據傳輸的併發服務。

3.2 、建立socket連接

建立Socket連接至少需要一對套接字,其中一個運行於客戶端,稱爲ClientSocket,另一個運行於服務器端,稱爲ServerSocket。

套接字之間的連接過程分爲三個步驟:服務器監聽,客戶端請求,連接確認。

服務器監聽:服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字,而是處於等待連接的狀態,實時監控網絡狀態,等待客戶端的連接請求。

客戶端請求:指客戶端的套接字提出連接請求,要連接的目標是服務器端的套接字。爲此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字,指出服務器端套接字的地址和端口號,然後就向服務器端套接字提出連接請求。

連接確認:當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的線程,把服務器端套接字的描述發給客戶端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處於監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。

3.3、SOCKET連接與TCP連接

創建Socket連接時,可以指定使用的傳輸層協議,Socket可以支持不同的傳輸層協議(TCP或UDP),當使用TCP協議進行連接時,該Socket連接就是一個TCP連接。

3.4、Socket連接與HTTP連接

由於通常情況下Socket連接就是TCP連接,因此Socket連接一旦建立,通信雙方即可開始相互發送數據內容,直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用

中,客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多箇中間節點,例如路由器、網關、防火牆等,大部分防火牆默認會關閉長時間處於非活躍狀態的連接而導致

Socket 連接斷連,因此需要通過輪詢告訴網絡,該連接處於活躍狀態。

而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式,不僅在請求時需要先建立連接,而且需要客戶端向服務器發出請求後,服務器端才能回覆數據。

很多情況下,需要服務器端主動向客戶端推送數據,保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接,服務器就可以直接將數據傳送給

客戶端;若雙方建立的是HTTP連接,則服務器需要等到客戶端發送一次請求後才能將數據傳回給客戶端,因此,客戶端定時向服務器端發送連接請求,不僅可以

保持在線,同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據,如果有就將數據傳給客戶端。

這裏我們使用Socket實現一個聊天室的功能,關於服務器這裏的就不介紹了

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一:在頭文件中第一輸入流和輸出流和一個消息數組

@interfaceViewController (){

    NSInputStream *_inputStream;//對應輸入流

    NSOutputStream *_outputStream;//對應輸出流

}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息數組

@end

懶加載這個消息數組

-(NSMutableArray *)chatMsgs{

if(!_chatMsgs) {

    _chatMsgs =[NSMutableArray array];

}

return_chatMsgs;
}

二:實現輸入輸出流的監聽

-(void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode{

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);

//NSStreamEventOpenCompleted = 1UL << 0,//輸入輸出流打開完成//NSStreamEventHasBytesAvailable = 1UL << 1,//有字節可讀//NSStreamEventHasSpaceAvailable = 1UL << 2,//可以發放字節//NSStreamEventErrorOccurred = 1UL << 3,//連接出現錯誤//NSStreamEventEndEncountered = 1UL << 4//連接結束

switch(eventCode) {

    caseNSStreamEventOpenCompleted:

    NSLog(@"輸入輸出流打開完成");

    break;

    caseNSStreamEventHasBytesAvailable:
    
    NSLog(@"有字節可讀");

    [self readData];

    break;

    caseNSStreamEventHasSpaceAvailable:

    NSLog(@"可以發送字節");

    break;

    caseNSStreamEventErrorOccurred:
    
    NSLog(@"連接出現錯誤");

    break;

    caseNSStreamEventEndEncountered:
    
    NSLog(@"連接結束");

    //關閉輸入輸出流

    [_inputStream close];

    [_outputStream close];

    //從主運行循環移除

    [_inputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    [_outputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    break;

    default:

    break;

}

}

三:鏈接服務器

- (IBAction)connectToHost:(id)sender {

    //1.建立連接

    NSString *host =@"127.0.0.1";

    intport =12345;

    //定義C語言輸入輸出流

    CFReadStreamRef readStream;

    CFWriteStreamRef writeStream;

    CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)host, port, &readStream, &writeStream);

    //把C語言的輸入輸出流轉化成OC對象

    _inputStream = (__bridge NSInputStream *)(readStream);

    _outputStream = (__bridge NSOutputStream *)(writeStream);
    
    //設置代理

    _inputStream.delegate=self;

    _outputStream.delegate=self;

    //把輸入輸入流添加到主運行循環

    //不添加主運行循環 代理有可能不工作

    [_inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    [_outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

    //打開輸入輸出流

    [_inputStream open];

    [_outputStream open];

}

四:登陸

- (IBAction)loginBtnClick:(id)sender {

    //登錄

    //發送用戶名和密碼

    //在這裏做的時候,只發用戶名,密碼就不用發送

    //如果要登錄,發送的數據格式爲 "iam:zhangsan";

    //如果要發送聊天消息,數據格式爲 "msg:did you have dinner";

    //登錄的指令11NSString *loginStr =@"iam:zhangsan";

    //把Str轉成NSData

    NSData *data =[loginStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    [_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];

}

五:讀取服務器數據

#pragmamark 讀了服務器返回的數據

    -(void)readData{

    //建立一個緩衝區 可以放1024個字節

    uint8_t buf[1024];

    //返回實際裝的字節數

    NSInteger len = [_inputStream read:buf maxLength:sizeof(buf)];

    //把字節數組轉化成字符串

    NSData *data =[NSData dataWithBytes:buf length:len];

    //從服務器接收到的數據

    NSString *recStr =[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSLog(@"%@",recStr);

    [self reloadDataWithText:recStr];

}

六:發送數據

-(BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField{

    NSString *text =textField.text;

    NSLog(@"%@",text);
    
    //聊天信息

    NSString *msgStr = [NSString stringWithFormat:@"msg:%@",text];

    //把Str轉成NSData10NSData *data =[msgStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    //刷新表格

    [self reloadDataWithText:msgStr];

    //發送數據

    [_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];

    //發送完數據,清空textField

    textField.text =nil;

    returnYES;

}

七:實現數據的顯示,並且每發送一次消息都會滾動到對應的位置

-(void)reloadDataWithText:(NSString *)text{

    [self.chatMsgs addObject:text];

    [self.tableView reloadData];

    //數據多,應該往上滾動

    NSIndexPath *lastPath = [NSIndexPath indexPathForRow:self.chatMsgs.count -1inSection:0];

    [self.tableView scrollToRowAtIndexPath:lastPath atScrollPosition:UITableViewScrollPositionBottom animated:YES];

}

#pragmamark 表格的數據源

-(NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{

    returnself.chatMsgs.count;

}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath

{

    staticNSString *ID =@"Cell";

    UITableViewCell *cell =[tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:ID];

cell.textLabel.text =self.chatMsgs[indexPath.row];

    returncell;

}

-(void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{

    [self.view endEditing:YES];

}

八:監聽鍵盤的改變

//監聽鍵盤

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(kbFrmWillChange:) name:UIKeyboardWillChangeFrameNotificationobject:nil];

}

-(void)kbFrmWillChange:(NSNotification *)noti{

    NSLog(@"%@",noti.userInfo);

    //獲取窗口的高度

    CGFloat windowH =[UIScreen mainScreen].bounds.size.height;

//鍵盤結束的Frm

    CGRect kbEndFrm =[noti.userInfo[UIKeyboardFrameEndUserInfoKey]     
CGRectValue];

    //獲取鍵盤結束的y值

    CGFloat kbEndY =kbEndFrm.origin.y;

    self.inputViewConstraint.constant = windowH -kbEndY;

}

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文章轉自http://www.mamicode.com/info-detail-877996.html

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