利用Delphi編寫Socket通信程序

 
   一、Delphi與Socket
  計算機網絡是由一系列網絡通信協議組成的,其中的核心協議是傳輸層的TCP/IP和UDP協議。TCP是面向連接的,通信雙方保持一條通路,好比目前的電話線,使用telnet登陸BBS,用的就是TCP協議;UDP是無連接的,通信雙方都不保持對方的狀態,瀏覽器訪問Internet時使用的HTTP協議就是基於UDP協議的。TCP和UDP協議都非常複雜,尤其是TCP協議,爲了保證網絡傳輸的正確性和有效性,必須進行一系列複雜的糾錯和排序等處理。
  Socket是建立在傳輸層協議(主要是TCP和UDP)上的一種套接字規範,最初是由美國加州Berkley大學提出,它定義兩臺計算機間進行通信的規範(也是一種編程規範),如果說兩臺計算機是利用一個“通道“進行通信,那麼這個“通道“的兩端就是兩個套接字。套接字屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統的差異,使得任何兩臺安裝了TCP協議軟件和實現了套接字規範的計算機之間的通信成爲可能。
  微軟的Windows Socket規範(簡稱winsock)對Berkley的套接字規範進行了擴展,利用標準的Socket的方法,可以同任何平臺上的Socket進行通信;利用其擴展,可以更有效地實現在Windows平臺上計算機間的通信。在Delphi中,其底層的Socket也應該是Windows的Socket。Socket減輕了編寫計算機間通信軟件的難度,但總的說來還是相當複雜的(這一點在後面具體會講到);Inprise在Delphi中對Windows Socket進行了有效的封裝,使得用戶可以很方便地編寫網絡通信程序。下面我們實例解讀在Delphi中如何利用Socket編寫通信程序。
二、利用Delphi編寫Socket通信程序。
  下面是一個簡單的Socket通信程序,其中客戶機和服務機是同一個程序,當客戶機(服務器)在一個memo1中輸入一段文字然後敲入回車,該段文字就可以顯示在服務器(客戶機)的memo2中,反之亦成立。具體步驟如下:
  1、新建一個form,任意命名,不妨設之爲chatForm;放上一個MainMenu(在Standard欄中),建立ListenItem、ConnectItem、Disconnect和Exit菜單項;在從Internet欄中選擇TServerSocket、TClientSocket添加到chatForm中,其中把TClientSocket的名字設爲ClientSocket, port設爲1025,默認的active爲false;把TServerSocket的名字設爲ServerSocket,port設爲1025,默認的active爲false,其他的不變;再放入兩個memo,一個命名爲memo1,另外一個命名爲memo2,其中把memo2的color設置爲灰色,因爲主要用來顯示對方的輸入。下面我們一邊編寫代碼一邊解釋原因。
  2、雙擊ListemItem。寫入如下代碼:
procedure TChatForm.ListenItemClick(Sender: TObject); 
begin
ListenItem.Checked := not ListenItem.Checked; 
if ListenItem.Checked then
begin
ClientSocket.Active := False; 
ServerSocket.Active := True; 
end
else
begin
if ServerSocket.Active then
ServerSocket.Active := False; 
end; 
end; 

  該程序段的說明如下:當用戶選擇ListemItem時,該ListenItem取反,如果選中的話,說明處於Listen狀態,讀者要了解的是:listen是Socket作爲Server時一個專有的方法,如果處於listen,則ServerSocket設置爲活動狀態;否則,取消listen,則關閉ServerSocket。實際上,只有用戶一開始選擇該菜單項,表明該程序用作Server。反之,如果用戶選擇ConnectItem,則必然作爲Client使用。
  3、雙擊ConnectItem,敲入以下代碼。
procedure TChatForm.ConnectItemClick(Sender: TObject); 
begin
if ClientSocket.Active then ClientSocket.Active := False; 
if InputQuery('Computer to connect to', 'Address Name:', Server) then
if Length(Server) > 0 then
with ClientSocket do
begin
Host := Server; 
Active := True; 
ListenItem.Checked := False; 
end; 
end; 

  這段程序的主要功能就是當用戶選擇ConnectItem菜單項時,設置應用程序爲客戶機,彈出input框,讓用戶輸入服務器的地址。這也就是我們不一開始固定ClientSocket的host的原因,這樣用戶可以動態地連接不同的服務器。讀者需要了解的是主機地址只是Socket作爲客戶機時具有的一個屬性,Socket作爲服務器時“一般“不用地址,因爲它同本機綁定。
  4、在memo1的keydown方法中寫入如下代碼:
procedure TChatForm.Memo1KeyDown(Sender: TObject; var Key: Word; 
Shift: TShiftState); 
begin
if Key = VK_Return then
if IsServer then
ServerSocket.Socket.Connections[0].SendText(Memo1.Lines[Memo1.Lines.Count - 1]) 
else
ClientSocket.Socket.SendText(Memo1.Lines[Memo1.Lines.Count - 1]); 
end; 

  該段代碼的作用很明顯,就是開始發消息了。其中如果是Server的話,它只向第一個客戶機發消息,由於一個服務器可以連接多個客戶機,而同客戶機的每一個連接都由一個Socket來維持,因此ServerSocket.Socket.Connnections數組中存儲的就是同Client維持連接的Socket。在標準Socket中,服務器方的Socket通過accept()方法的返回值獲取維持同客戶機連接的Socket,而發送、接受消息的方法分別爲send(sendto)和recv(recvfrom), Delphi對此進行了封裝。
  5、其餘代碼的簡要介紹。
procedure TChatForm.ServerSocketAccept(Sender: TObject; 
Socket: TCustomWinSocket); 
begin
IsServer := True; 
end; 

 ServerSocket的Accept方法,當客戶機第一次連接時完成,通過其參數可以認爲,它是在標準的accept方法後執行的,因爲有TCustomWinSocket這個參數類型,它應該是標準Server方Socket的返回值。 
  
procedure TChatForm.ClientSocketRead(Sender: TObject; 
Socket: TCustomWinSocket); 
begin
Memo2.Lines.Add(Socket.ReceiveText); 
end; 
  
procedure TChatForm.ServerSocketClientRead(Sender: TObject; 
Socket: TCustomWinSocket); 
begin
Memo2.Lines.Add(Socket.ReceiveText); 
end; 

  這兩段代碼分別是服務器方和客戶機方在收到對方的消息時,由Delphi觸發的,作用是在memo2中顯示收到的消息。其中,ClientSocketRead中的Socket實際上就是Socket本身,而在ServerSocketClientRead中的Socket實際上是ServerSocket.Socket.Connection[]中的某個Socket。不過在Delphi中,對服務器方的Socket進行了有效的封裝。
procedure TChatForm.ServerSocketClientConnect(Sender: TObject; 
Socket: TCustomWinSocket); 
begin
Memo2.Lines.Clear; 
end; 
procedure TChatForm.ClientSocketDisconnect(Sender: TObject; 
Socket: TCustomWinSocket); 
begin
ListenItemClick(nil); 
end; 

  這兩段比較簡單。其中ServerSocketClientConnect在ServerSocket收到一個新的連接時觸發。而ClientSocketDisconnect在ClientSocket發出Disconncet時觸發。
  
procedure TChatForm.Exit1Click(Sender: TObject); 
begin
ServerSocket.Close; 
ClientSocket.Close; 
Close; 
end; 
procedure TChatForm.Disconnect1Click(Sender: TObject); 
begin
ClientSocket.Active := False; 
ServerSocket.Active := True; 
end; 

  第一段爲關閉應用程序。在標準Socket中,每個Socket在關閉時,必須調用closesocket()方法,否則系統不會釋放資源。而在ServerSockt.Close和ClientSocket.Close中,系統內部肯定調用了closesocket()方法。
三、標準Socket與Delphi中的Socket。
標準的Socket的應用程序框架如下:
Server方: Socket()[ 新建一個Socket]--Bind()[ 同服務器地址邦定 ]--Listen() --Accept()--block wait--read()[接受消息,在windows平臺中,方法爲send(TCP),或者是sendto(UDP)]--處理服務請求--Write()[發送消息,在windows平臺中,方法爲send(TCP), 或者爲sendto(UDP)。
Client方相對簡單:Socket()--Connect()[通過一定的port連接特定的服務器,這是與服務器建立連接]--Write()--Read()。
  Socket可以是基於TCP的,也可以是基於UDP,同時Socket甚至建立在其他的協議,比如IPX/SPX,DECNet等。在新建一個Socket時,可以指定新建何類Socket。Bind()用來同服務器的地址邦定,如果一個主機只有一個IP地址,實際上邦定的作用就相對多餘了。Listen()開始監聽網絡,Accept()用於接受連接,其返回值是保持同客戶機聯繫的Socket。
  在Delphi中,對於Windows中的Socket進行了有效的封裝。在Delphi中,按其繼承關係,可以分層兩類:
一、TComponent--TAbstractSocket--TCustomSocket--TCustomServerSocket--TServerSocket
TComponent--TAbstractSocket--TCustomSocket--TClientSocket
二、直接從TObject繼承過來:
TObject--TCustomWinSocket--TServerWinSocket
TObject--TCustomWinSocket--TClientWinSocket
TObject--TCustomWinSocket--TServerClientWinSocket
  可以看出第一類建立在TCustomSocket基礎上,第二類建立在TCustomWinSocket的基礎上。第一類建立在TComponet的基礎上,第二類直接構建在TObject基礎上。因此如果用戶非常熟悉Socket並且想要編寫控制檯程序時,可以使用TCustomWinScoket類。
  同uses中可以看出,它們都在ScktComp.pas中實現,而在schtComp.pas中,則包含了winsock.pas文件,如果繼續深入winsock文件,在其中可以發現所有的Windows Socket的基本方法。
  
  實際上,如果你瞭解了標準Socket的應用程序框架,對於使用Delphi編寫Socket應用程序也就得心應手了;這不是說你必須瞭解複雜的Socket中的標準函數,也沒有必要,因爲Delphi已經爲你做了很好的封裝了,這也正是Delphi的強勢所在,你只要瞭解那麼一點點的基本框架。
  這是我對Delphi中的Socket應用的理解,不足之處希望大家指正。同時也樂於爲大家解答Delphi中有關Socket的問題。
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