基于C的socket编程的TCP异步实现

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：//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);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操作的EndAccept()方法。该方法参数列表为SocketEndAccept(IAsyncResultiar)下面为回调函数的实例：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);}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：voidConnect(IAsyncResultiar){Socketclient=(Socket)iar.AsyncState;try{client.EndConnect(iar);}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString());}finally{}}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：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);}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操作；(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：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{}}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：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());}}接收数据是通过BeginReceive和EndReceive方法：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.AsyncState;Socketclient=state.workSocket;//Readdatafromtheremotedevice.intbytesRead=client.EndReceive(ar);if(bytesRead0){//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{//Allthedatahasarrived;putitinresponse.if(state.sb.Length1){response=state.sb.ToString();}//Signalthatallbyteshavebeenreceived.receiveDone.Set();}}catch(Exceptione){Console.WriteLine(e.ToString());}}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