期末考試考到了Socket概念的簡答題。之前做項目自己也用到過。剛好現在空閒整理一下心得筆記。我會從網絡編程的概念，優缺點和實際應用來總結。

這篇博客也參考了我們學校的教材和其他的博客。

一、Socket概述

百度百科：

網絡上的兩個程序通過一個雙向的通信連接實現數據的交換，這個連接的一端稱爲一個socket。

建立網絡通信連接至少要一對端口號(socket)。socket本質是編程接口(API)，對TCP/IP的封裝，TCP/IP也要提供可供程序員做網絡開發所用的接口，這就是Socket編程接口；HTTP是轎車，提供了封裝或者顯示數據的具體形式；Socket是發動機，提供了網絡通信的能力。

Socket就是套接字，它是引用網絡連接的特殊的文件描述符，由3個基本要素組成：AddressFamily（網絡類型）、 SocketType（數據傳輸類型）及ProtocolType（採用的網絡協議）。

二、UDP收發

原理：

UDP是無連接協議，只需要知道對方的IP和Port就能進行數據的傳輸，其中IP負責定位主機Port負責定位應用。在C#中UDP網絡通信中並未使用socket類，但是他使用的UDPClient類和Socket原理類似。

特點：

雖然UDP協議無法保證數據可靠性，但因爲它是基於無連接的協議，能夠消除生成連接的系統延遲，所以速度比TCP更快；
UDP既支持一對一連接，也支持一對多連接，所以，可以使用廣播的方式多地址發送，而TCP僅支持一對一通信；
UDP與TCP的報頭比是8：20，所以相對TCP，UDP消耗更少的網絡帶寬；
UDP傳輸的數據有消息邊界，而TCP傳輸的數據沒有消息邊界。

UDP發：

namespace UDPSend
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        //定義一個UDPClient類型的字段
        UdpClient udpClient;
        public Form1()
        {
            //創建一個未與指定地址或端口綁定的UDPClient實例
            udpClient = new UdpClient();
            InitializeComponent();
        }

        //發送數據
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //臨時存儲textBox1中的數據
            string temp = this.textBox1.Text;
            //將textBox1中的數據（文本）轉化爲字節編碼以便發送
            byte[] bData = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(temp);
            //向本機的13579端口發送數據（方法1）
            udpClient.Send(bData, bData.Length, Dns.GetHostName(), 13579);
            //向本機的13579端口發送數據（方法2）
            //利用方法2，可向其他計算機端口方式數據
            //udpClient.Connect(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 13579);
            //udpClient.Send(bData, bData.Length);
        }
    }
}

UDP收：

namespace UDPReceive
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        //定義一個UDPClient類型的字段
        UdpClient udpClient;
        //定義一個線程 
        Thread thread;

        public Form1()
        {
            //屏蔽異常以便跨線程訪問控件 
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
            InitializeComponent();
            //創建一個與指定端口綁定的UDPClient
            //實例，此端口須與發送方端口相同 
            udpClient = new UdpClient(13579);
        }

        //監聽並接收數據
        private void listen()
        {
            //定義一個終結點，因爲此前創建的UDPClient實例已與指定端口綁定，
            //所以，此處的IP地址和端口可任意設置或不設置
            IPEndPoint iep = null;
            while (true)
            {
                //獲得發送方的數據包並轉換爲指定字符類型。
                //ref關鍵字使參數按引用傳遞，當控制權傳給回調用方法時，
                //在方法中對參數所做的任何更改都將反映在該變量中
                string sData = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(udpClient.Receive(ref iep));
                //將接收到的數據添加到listBox1的條目中
                this.listBox1.Items.Add(sData);
            }
        }

        //啓動數據接收
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //創建一個線程以監聽並接收數據 
            thread = new Thread(new ThreadStart(listen));
            //設置爲後臺線程，以便關閉窗體時終止線程 
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        //關閉窗體時終止線程
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            //終止線程
            if (thread != null) thread.Abort();
        }
    }
}

運行結果：

三、UDP綜合實例

把收發程序結合在一起就是一個基於UDP協議的聊天程序了。（基本功能，若有需求自行完善）

namespace UDPApp
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        #region var
        //定義一個UDPClient_send類型的字段
        UdpClient udpClient;
        //定義一個UDPClient_receive類型的字段
        UdpClient udpClient_receive;
        //定義一個線程 
        Thread thread;
        #endregion
        public Form1()
        {
            //創建一個未與指定地址或端口綁定的UDPClient實例
            udpClient = new UdpClient();
            InitializeComponent();
            //屏蔽異常以便跨線程訪問控件 
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
            
        }
        //發送數據send
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //臨時存儲textBox1中的數據
            string temp = this.textBox1.Text;
            //將textBox1中的數據（文本）轉化爲字節編碼以便發送
            byte[] bData = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(temp);
            //向本機的13579端口發送數據（方法1）
            udpClient.Send(bData, bData.Length, Dns.GetHostName(), Convert.ToUInt16(this.textsend.Text));
            //向本機的13579端口發送數據（方法2）
            //利用方法2，可向其他計算機端口方式數據
            //udpClient.Connect(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 13579);
            //udpClient.Send(bData, bData.Length);
            this.textBox1.Text = null;
        }

        #region receive
        private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //創建一個與指定端口綁定的UDPClient
            //實例，此端口須與發送方端口相同 
            udpClient_receive = new UdpClient(Convert.ToUInt16(this.textreceive.Text));
            //創建一個線程以監聽並接收數據 
            thread = new Thread(new ThreadStart(listen));
            //設置爲後臺線程，以便關閉窗體時終止線程 
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }
        //監聽並接收數據
        private void listen()
        {
           // DateTime currentTime = new DateTime();
            //定義一個終結點，因爲此前創建的UDPClient實例已與指定端口綁定，
            //所以，此處的IP地址和端口可任意設置或不設置
            IPEndPoint iep = null;
            while (true)
            {
                //獲得發送方的數據包並轉換爲指定字符類型。
                //ref關鍵字使參數按引用傳遞，當控制權傳給回調用方法時，
                //在方法中對參數所做的任何更改都將反映在該變量中
                string sData = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(udpClient_receive.Receive(ref iep));
                //將接收到的數據添加到listBox1的條目中--回車問題
                string[] ssData = sData.Split('\n');
                for (int i = 0; i < ssData.Length; i++)
                {
                    this.listBox1.Items.Add(DateTime.Now.ToString() + " 消息: " + ssData[i]);
                }
               // this.listBox1.Items.Add(DateTime.Now.ToString()+" 消息: "+sData);
            }
        }
        #endregion

        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            //終止線程
            if (thread != null) thread.Abort();
        }

       
    }
}

UDP的接收方要一直等待監聽是否有數據發送到監聽的端口上。所以開一個線程去循環執行listen()方法。

這裏需要注意一下端口的問題，程序中我把端口固定了，再啓動一個程序是會出現端口占用的問題，所以我們要選擇不同的端口來監聽UDP。

運行結果：

四、TCP Socket

原理：

TCP基於C/S是面向連接的可靠傳輸，TCP是一種面向連接的協議，即利用TCP傳輸數據的時候，首先必須先用低級通信協議IP在計算機之間建立連接（也就是所謂的握手，然後纔可以傳輸數據），不同於UDP，TCP Socket分爲Socket和ServerSocket對應着client和server，下面我來用代碼實現一個簡單的TCP通訊功能：

客戶端：

namespace ChatClient
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;//禁用此異常
        }

        #region 變量
        //客戶機與服務器之間的連接狀態
        public bool bConnected = false;
        //偵聽線程
        public Thread tAcceptMsg = null;
        //用於Socket通信的IP地址和端口
        public IPEndPoint IPP = null;
        //Socket通信
        public Socket socket = null;
        //網絡訪問的基礎數據流
        public NetworkStream nStream = null;
        //創建讀取器
        public TextReader tReader = null;
        //創建編寫器
        public TextWriter wReader = null;
        #endregion

        //顯示信息
        public void AcceptMessage()
        {
            string sTemp; //臨時存儲讀取的字符串
            while (bConnected)
            {
                try
                {
                    //連續從當前流中讀取字符串直至結束
                    sTemp = tReader.ReadLine();
                    if (sTemp.Length != 0)
                    {
                        //richTextBox2_KeyPress()和AcceptMessage()
                        //都將向richTextBox1寫字符，可能訪問有衝突，
                        //所以，需要多線程互斥
                        lock (this)
                        {
                            richTextBox1.Text = "服務器：" + sTemp + "\n" + richTextBox1.Text;
                        }
                    }
                }
                catch
                {
                    MessageBox.Show("無法與服務器通信。");
                }
            }
            //禁止當前Socket上的發送與接收
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            //關閉Socket，並釋放所有關聯的資源
            socket.Close();
        }

        //創建與服務器的連接，偵聽並顯示聊天信息
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                IPP = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(textBox1.Text), int.Parse(textBox2.Text));
                socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                socket.Connect(IPP);
                if (socket.Connected)
                {
                    nStream = new NetworkStream(socket);
                    tReader = new StreamReader(nStream);
                    wReader = new StreamWriter(nStream);
                    tAcceptMsg = new Thread(new ThreadStart(this.AcceptMessage));
                    tAcceptMsg.Start();
                    bConnected = true;
                    button1.Enabled = false;
                    MessageBox.Show("與服務器成功建立連接，可以通信。");
                }
            }
            catch
            {
                MessageBox.Show("無法與服務器通信。");
            }
        }

        //發送信息
        private void richTextBox2_KeyPress(object sender, KeyPressEventArgs e)
        {
            if (e.KeyChar == (char)13)//按下的是回車鍵
            {
                if (bConnected)
                {
                    try
                    {
                        //richTextBox2_KeyPress()和AcceptMessage()
                        //都將向richTextBox1寫字符，可能訪問有衝突，
                        //所以，需要多線程互斥
                        lock (this)
                        {
                            richTextBox1.Text = "客戶機：" + richTextBox2.Text + richTextBox1.Text;
                            //客戶機聊天信息寫入網絡流，以便服務器接收
                            wReader.WriteLine(richTextBox2.Text);
                            //清理當前緩衝區數據，使所有緩衝數據寫入基礎設備
                            wReader.Flush();
                            //發送成功後，清空輸入框並聚集之
                            richTextBox2.Text = "";
                            richTextBox2.Focus();
                        }
                    }
                    catch
                    {
                        MessageBox.Show("與服務器連接斷開。");
                    }
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("未與服務器建立連接，不能通信。");
                }
            }
        }

        //關閉窗體時斷開socket連接，並終止線程（否則，VS調試程序將仍處於運行狀態）
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            try
            {
                socket.Close();
                tAcceptMsg.Abort();
            }
            catch
            { }
        }
    }
}

首先創建一個Socket和InetSocketAddress ，然後通過Socket的connect()方法進行連接，連接成功後可以獲取到輸出流，通過該輸出流就可以向服務端傳輸數據。

服務端：

namespace ChatServer
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;//禁用此異常
        }

        #region 變量
        //客戶機與服務器之間的連接狀態
        private bool bConnected = false;
        //偵聽線程
        private Thread tAcceptMsg = null;
        //用於Socket通信的IP地址和端口
        private IPEndPoint IPP = null;
        //Socket通信
        private Socket socket = null;
        private Socket clientSocket = null;   //此處可參考,使用之前看是否分配內存
        //網絡訪問的基礎數據流
        private NetworkStream nStream = null;
        //創建讀取器
        private TextReader tReader = null;
        //創建編寫器
        private TextWriter wReader = null;
        #endregion

        //顯示信息----無連接關閉 .Accept()方法報錯?
        public void AcceptMessage()
        {
            //接受客戶機的連接請求
            clientSocket = socket.Accept();  //此處等待

            if (clientSocket != null)
            {
                bConnected = true;
                this.label1.Text = "與客戶 " + clientSocket.RemoteEndPoint.ToString() + " 成功建立連接。";
            }

            nStream = new NetworkStream(clientSocket);
            //讀字節流
            tReader = new StreamReader(nStream);
            //寫字節流
            wReader = new StreamWriter(nStream);

            string sTemp; //臨時存儲讀取的字符串
            while (bConnected)
            {
                try
                {
                    //連續從當前流中讀取字符串直至結束
                    sTemp = tReader.ReadLine();
                    if (sTemp.Length != 0)
                    {
                        //richTextBox2_KeyPress()和AcceptMessage()
                        //都將向richTextBox1寫字符，可能訪問有衝突，
                        //所以，需要多線程互斥
                        lock (this)
                        {
                            richTextBox1.Text = "客戶機：" + sTemp + "\n" + richTextBox1.Text;
                        }
                    }
                }
                catch
                {
                    tAcceptMsg.Abort();
                    MessageBox.Show("無法與客戶機通信。");
                }
            }
            //禁止當前Socket上的發送與接收
            clientSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            //關閉Socket，並釋放所有關聯的資源
            clientSocket.Close();
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            socket.Close();
        }

        //啓動偵聽並顯示聊天信息--New Socket()
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //服務器偵聽端口可預先指定（此處使用了最大端口值）
            //Any表示服務器應偵聽所有網絡接口上的客戶活動
            IPP = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 45678);
            socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            socket.Bind(IPP);//關聯（綁定）節點
            socket.Listen(0);//0表示連接數量不限

            //創建偵聽線程
            tAcceptMsg = new Thread(new ThreadStart(this.AcceptMessage));
            tAcceptMsg.Start();
            button1.Enabled = false;
        }

        //發送信息
        private void richTextBox2_KeyPress(object sender, KeyPressEventArgs e)
        {
            if (e.KeyChar == (char)13)//按下的是回車鍵
            {
                if (bConnected)
                {
                    try
                    {
                        //richTextBox2_KeyPress()和AcceptMessage()
                        //都將向richTextBox1寫字符，可能訪問有衝突，
                        //所以，需要多線程互斥
                        lock (this)
                        {
                            richTextBox1.Text = "服務器：" + richTextBox2.Text + richTextBox1.Text;
                            //客戶機聊天信息寫入網絡流，以便服務器接收
                            wReader.WriteLine(richTextBox2.Text);
                            //清理當前緩衝區數據，使所有緩衝數據寫入基礎設備
                            wReader.Flush();
                            //發送成功後，清空輸入框並聚集之
                            richTextBox2.Text = "";
                            richTextBox2.Focus();
                        }
                    }
                    catch
                    {
                        MessageBox.Show("無法與客戶機通信!");
                    }
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("未與客戶機建立連接，不能通信。");
                }
            }
        }

        //關閉窗體時斷開socket連接，並終止線程（否則，VS調試程序將仍處於運行狀態）
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            try
            {
                socket.Close();
                tAcceptMsg.Abort();
            }
            catch
            { }
        }

    }
}

首先創建一個服務端Socket並明確端口號，通過accept()方法獲取到鏈接過來的客戶端Socket，從客戶端Socket中獲取輸入流，最後由輸入流讀取客戶端傳輸來的數據。

實驗結果：

五、TCP Socket多線程應用

TCP相比於UDP有一個缺點就是僅支持一對一連接，不可以一對多通信。但是通過多線程的技術手段，我們還是可以實現一對多通信的效果。

//僅需要修改AcceptMessage()方法即可
        public void AcceptMessage()
        {
            //接受客戶機的連接請求
            clientSocket = socket.Accept();  //此處等待
            new Thread(() => {
            if (clientSocket != null)
            {
                bConnected = true;
                this.label1.Text = "與客戶 " + clientSocket.RemoteEndPoint.ToString() + " 成功建立連接。";
            }

            nStream = new NetworkStream(clientSocket);
            //讀字節流
            tReader = new StreamReader(nStream);
            //寫字節流
            wReader = new StreamWriter(nStream);

            string sTemp; //臨時存儲讀取的字符串
            while (bConnected)
            {
                try
                {
                    //連續從當前流中讀取字符串直至結束
                    sTemp = tReader.ReadLine();
                    if (sTemp.Length != 0)
                    {
                        //richTextBox2_KeyPress()和AcceptMessage()
                        //都將向richTextBox1寫字符，可能訪問有衝突，
                        //所以，需要多線程互斥
                        lock (this)
                        {
                            richTextBox1.Text = "客戶機：" + sTemp + "\n" + richTextBox1.Text;
                        }
                    }
                }
                catch
                {
                    tAcceptMsg.Abort();
                    MessageBox.Show("無法與客戶機通信。");
                }
            }
            //禁止當前Socket上的發送與接收
            clientSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            //關閉Socket，並釋放所有關聯的資源
            clientSocket.Close();
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            socket.Close();
            }
        }

我這個程序還存在很多的BUG，需要學習的可自行完善。大概的思路就是這樣的。是應該新建一個Socket的而不是處理數據的線程。Server回覆給指定Socket的問題。。。。。。

六、Socket與HTTP

在計算機網絡中這兩者根本不是一個概念。Socket是一個封裝的API，基於TCP協議進行數據通信。而HTTP是超文本傳輸協議，是基於TCP的應用層協議。所以我們還可以通過Socket編程來實現以下HTTP協議的GET請求做一個測試。

這裏用ONENET服務器做測試，向ONENET服務器發送一下內容：

POST /devices/25900768/datapoints HTTP/1.1
api-key: WXs6QMIDeT1FSX1JwfVIFTRAh=o=
Host:api.heclouds.com
Connection:close
Content-Length:59

{"datastreams":[{"id":"111","datapoints":[{"value":50}]}]}

就可以在ONENET平臺上增加一個數據點了

七、總結

網絡編程也許大家可以做出來。但是如果大家不瞭解這些網絡協議還是希望大家學習一下。雖然對我們做網絡編程沒有多大影響，但是對於整個程序的深入理解會有很好的效果。

最後把所有程序打包給大家：https://mp.csdn.net/postedit?not_checkout=1

Socket網絡編程筆記（C#代碼）

一、Socket概述

二、UDP收發

原理：

特點：

UDP發：

UDP收：

運行結果：

三、UDP綜合實例

運行結果：

四、TCP Socket

原理：

客戶端：

服務端：

實驗結果：

五、TCP Socket多線程應用

六、Socket與HTTP

七、總結

python gdal 安裝使用（Windows， python 3.6.8）

AD20繪製PCB

PHP Web項目部署記錄（一）

【STM32調試（一）】串口發送像素，上位機解析顯示。

Android動態獲取存儲權限

OneNET數據推送的實現(第三方對接)

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結

Socket網絡編程筆記（C#代碼）

一、Socket概述

二、UDP收發

原理：

特點：

UDP發：

UDP收 ：

運行結果：

三、UDP綜合實例

運行結果：

四、TCP Socket

原理：

客戶端：

服務端：

實驗結果：

五、TCP Socket多線程應用

六、Socket與HTTP

七、總結

UDP收：