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C#网络编程入门之TCP
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一、概述 UDP和TCP是网络通讯常用的两个传输协议，C#一般可以通过Socket来实现UDP和TCP通讯，由于.NET框架通过UdpClient、TcpListener 、TcpClient这几个类对Socket进行了封装，使其使用更加方便， 本文就通过这几个封装过的类讲解一下相关应用。 二、基本应用：连接、发送、接收 服务端建立侦听并等待连接： TcpListener tcpListener = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 9000);tcpListener.Start();if (tcpListener.Pending()){ TcpClient client = tcpListener.AcceptTcpClient(); Console.WriteLine("Connected"); }服务端是通过AcceptTcpClient方法获得TcpClient对象，而客户端是直接创建TcpClient对象。 TcpClient tcpClient = new TcpClient();tcpClient.Connect("127.0.0.1", 9000);发送数据TcpClient对象创建后，发送接收都通过TcpClient对象完成。 发送数据： TcpClient tcpClient = new TcpClient(); tcpClient.Connect("127.0.0.1", 9000); NetworkStream netStream = tcpClient.GetStream(); int Len = 1024; byte[] datas = new byte[Len]; netStream.Write(datas, 0, Len); netStream.Close(); tcpClient.Close();接收数据： TcpClient client = tcpListener.AcceptTcpClient();Console.WriteLine("Connected"); NetworkStream stream = client.GetStream(); var remote = client.Client.RemoteEndPoint; byte[] data = new byte[1024]; while (true) { if (stream.DataAvailable) { int len = stream.Read(data, 0, 1024); Console.WriteLine($"From:{remote}:Received ({len})"); } Thread.Sleep(1); }三、 粘包问题 和UDP不太一样，TCP连接不会丢包，但存在粘包问题。（严格来说粘包这个说法是不严谨的，因为TCP通讯是基于流的，没有包的概念，包只是使用者自己的理解。） 下面分析一下粘包产生的原因及解决办法。 TCP数据通讯是基于流来实现的，类似一个队列，当有数据发送过来时，操作系统就会把发送过来的数据依次放到这个队列中，对发送者而言，数据是一片一片发送的，所以自然会认为存在数据包的概念，但对于接收者而言，如果没有及时去取这些数据，这些数据依次存放在队列中，彼此之间并无明显间隔，自然就粘包了。 还有一种情况粘包是发送端造成的，有时我们调用发送代码时，操作系统可能并不会立即发送，而是放到缓存区，当缓存区达到一定数量时才真正发送。 要解决粘包问题，大致有以下几个方案。 1、 约定数据长度，发送端的数据都是指定长度，比如1024；接收端取数据时也取同样长度，不够长度就等待，保证取到的数据和发送端一致； 2、 接收端取数据的频率远大于发送端，比如发送端每1秒发送一段数据，接收端每0.1秒去取一次数据，这样基本可以保证数据不会粘起来； 以上两个方案都要求发送端需要立即发送，不可缓存数据。而且这两种方案都有缺陷：首先，第一种方案：如果要包大小一致的话，如果约定的包比较大，肯定有较多数据冗余，浪费网络资源，如果包较小，连接就比较频繁，效率不高。 其次，第二种方案：这个方案只能在理想环境下可以实现，当服务端遭遇一段时间的计算压力时可能会出现意外，不能完全保证。 比较完善的解决方案就是对接收到的数据进行预处理：首先通过定义特殊的字符组合作为包头和包尾，如果传输ASCII字符，可以用0x02表示开始（STX），用0x03表示结束（ETX），比如：STX ‘H’ ‘e’ ‘l’ ‘l’ ‘o’ ETX (二进制数据： 02 48 65 6C 6C 6F 03)。如果数据较长可以在包头留出固定位置存放包长度， 如： 02 00 05 48 65 6C 6C 6F 03 其中02 05 就表示正文长度为5个字节，可以进行校验。 虽然第三种方案比较严谨，但相对复杂，在传输比较可靠、应用比较简单的场景下，也可以采用前面两种解决方案。 四、 一个完整的例程 服务端： using System;using System.Collections.Generic;using System.IO;using System.Linq;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;namespace TCPServer{ class Program { static void Main(string[] args) { TcpListener tcpListener = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 9000); tcpListener.Start(); while (true) { if (tcpListener.Pending()) { TcpClient client = tcpListener.AcceptTcpClient(); Console.WriteLine("Connected"); Task.Run(() => { NetworkStream stream = client.GetStream(); var remote = client.Client.RemoteEndPoint; while (true) { if (stream.DataAvailable) { byte[] data = new byte[1024]; int len = stream.Read(data, 0, 1024); string Name = Encoding.UTF8.GetString(data,0,len); var senddata = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello:" + Name); stream.Write(senddata, 0, senddata.Length); } if (!client.IsOnline()) { Console.WriteLine("Connect Closed."); break; } Thread.Sleep(1); } }); } Thread.Sleep(1); } } } public static class TcpClientEx { public static bool IsOnline(this TcpClient client) { return !((client.Client.Poll(15000, SelectMode.SelectRead) && (client.Client.Available == 0)) || !client.Client.Connected); } }}View Code客户端： using System;using System.Collections.Generic;using System.Diagnostics;using System.IO;using System.Linq;using System.Net.Sockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;namespace TCP_Clent{ class Program { static void Main(string[] args) { ThreadPool.SetMinThreads(100, 100); ThreadPool.SetMaxThreads(200, 200); Parallel.For(1, 10, x => { SendData("Tom"); }); Console.WriteLine("All Completed!"); Console.ReadKey(); } private static void SendData(string Name) { Task.Run(() => { Console.WriteLine("Start"); TcpClient tcpClient = new TcpClient(); tcpClient.Connect("127.0.0.1", 9000); Console.WriteLine("Connected"); NetworkStream netStream = tcpClient.GetStream(); Task.Run(() => { Thread.Sleep(100); while (true) { if (!tcpClient.Client.Connected) { break; } if (netStream == null) { break; } try { if (netStream.DataAvailable) { byte[] data = new byte[1024]; int len = netStream.Read(data, 0, 1024); var message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, len); Console.WriteLine(message); } } catch { break; } Thread.Sleep(10); } }); for (int i = 0; i < 100; i++) { byte[] datas = Encoding.UTF8.GetBytes(Name); int Len = datas.Length; netStream.Write(datas, 0, Len); Thread.Sleep(1000); } netStream.Close(); netStream = null; tcpClient.Close(); Console.WriteLine("Completed"); }); } }}View Code传送门： C#网络编程入门系列包括三篇文章： （一）C#网络编程入门之UDP （二）C#网络编程入门之TCP （三）C#网络编程入门之HTTP |
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