iOS socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例詳解
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相關(guān)概念
socket是一個(gè)針對(duì)TCP和UDP編程的接口,你可以借助它建立TCP連接等。socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝,Socket本身并不是協(xié)議,而是一個(gè)調(diào)用接口(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協(xié)議。Socket的出現(xiàn)只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已,是對(duì)TCP/IP協(xié)議的抽象,從而形成了我們知道的一些最基本的函數(shù)接口。
socket連接:socket連接就是所謂的長(zhǎng)連接,理論上客戶端和服務(wù)器端一旦建立起連接將不會(huì)主動(dòng)斷掉;但是由于各種環(huán)境因素可能會(huì)是連接斷開,比如說(shuō):服務(wù)器端或客戶端主機(jī)down了,網(wǎng)絡(luò)故障,或者兩者之間長(zhǎng)時(shí)間沒有數(shù)據(jù)傳輸,網(wǎng)絡(luò)防火墻可能會(huì)斷開該連接以釋放網(wǎng)絡(luò)資源。所以當(dāng)一個(gè)socket連接中沒有數(shù)據(jù)的傳輸,那么為了維持連接需要發(fā)送心跳消息~~具體心跳消息格式是開發(fā)者自己定義的。
TCP連接的三次握手:
第一次握手:客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn);
第二次握手:服務(wù)器收到syn包,必須確認(rèn)客戶的SYN(ack=j+1),同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);
第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手。
握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù),三次握手完畢后,客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前,TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時(shí)服務(wù)器和客戶端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開TCP連接的請(qǐng)求,斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”。
socket建立網(wǎng)絡(luò)連接的步驟
建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字,其中一個(gè)運(yùn)行于客戶端,稱為ClientSocket ,另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端,稱為ServerSocket 。
套接字之間的連接過程分為三個(gè)步驟:服務(wù)器監(jiān)聽,客戶端請(qǐng)求,連接確認(rèn)。
1。服務(wù)器監(jiān)聽:服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字,而是處于等待連接的狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),等待客戶端的連接請(qǐng)求。
2??蛻舳苏?qǐng)求:指客戶端的套接字提出連接請(qǐng)求,要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào),然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求。
3。連接確認(rèn):當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說(shuō)接收到客戶端套接字的連接請(qǐng)求時(shí),就響應(yīng)客戶端套接字的請(qǐng)求,建立一個(gè)新的線程,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端,一旦客戶端確認(rèn)了此描述,雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài),繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請(qǐng)求。
BSD socket
BSD socket:完全由c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),并且可以在Objective-C代碼中使用。
優(yōu)點(diǎn):不同平臺(tái)中易于移植
缺點(diǎn):
無(wú)法訪問操作系統(tǒng)內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)特性(比如系統(tǒng)范圍的VPN)。
更糟糕的是初始化socket連接并不會(huì)自動(dòng)打開設(shè)備的Wi-Fi或是蜂窩網(wǎng)絡(luò),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)智能的關(guān)閉以節(jié)省電池電量,任何通信連接都會(huì)失敗,除非其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程激活了無(wú)線網(wǎng)。
CFNetwork對(duì)BSD Socket的分裝可以激活設(shè)備的無(wú)線網(wǎng),所以幾乎所有場(chǎng)景都建議使用CFNetwork而不是BSD Socket.
最常用的API:
1.int socket(int, int, int):創(chuàng)建并初始化新的socket,如果成功放回一個(gè)文件描述符,如果失敗返回0。
2.int bind(int, const struct sockaddr *, socklen_t):為指定的地址與端口號(hào)分配socket。
3.int listen(int, int) __DARWIN_ALIAS(listen):用于服務(wù)端監(jiān)聽客戶端
4.int accept(int, struct sockaddr * __restrict, socklen_t * __restrict):接受連接請(qǐng)求,將客戶端地址存儲(chǔ)到clientAddress中。
5.int connect(int, const struct sockaddr *, socklen_t):連接到指定的服務(wù)器。
6.ssize_t send(int, const void *, size_t, int):在socket上最多發(fā)送XX數(shù)據(jù)。
7.ssize_t recv(int, void *, size_t, int):在socket上最多讀取XX數(shù)據(jù)。
……
服務(wù)端邏輯:如果接收到客戶端發(fā)送過來(lái)”1”,那么回復(fù)”你猜!”;客戶端發(fā)送過來(lái)”2”,那么回復(fù)”謝謝!”;客戶端發(fā)送過來(lái)”3”,那么回復(fù)”對(duì)不起!”;客戶端發(fā)送過來(lái)”4”,那么回復(fù)”好的!”;客戶端發(fā)送過來(lái)其他的內(nèi)容,那么一半概率原樣回復(fù),一半概率回復(fù)”不知道你在說(shuō)什么!”。
創(chuàng)建服務(wù)端:
1.創(chuàng)建socket
struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in); server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET互聯(lián)網(wǎng)地址簇 server_addr.sin_port = htons(port); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(address); bzero(&server_addr.sin_zero, 8); //創(chuàng)建socket int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//SOCK_STREAM 有鏈接 if (server_socket == -1) { perror("socket error!"); return 1; }
2.綁定socket:將創(chuàng)建的socket綁定到本地的IP地址和端口,此socket是半相關(guān)的,只是負(fù)責(zé)偵聽客戶端的連接請(qǐng)求,并不能用于和客戶端通信
int bind_result = bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)); if (bind_result == -1) { perror("bind error!"); return 1; }
3.listen偵聽
if (listen(server_socket, 5)) { perror("listen error!"); return 1; }
4.接受客戶端連接
int client_socket; socklen_t address_len; struct sockaddr_in client_address; for (; ; ) { address_len = sizeof(client_address); client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_address, &address_len); //1.使用多線程 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ //這個(gè)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作 str_echo(client_socket); }); }
5.接收和發(fā)送數(shù)據(jù)
char buf[1024]; while (1) { bzero(buf, 1024); long byte_num = recv(socket, buf, 1024, 0); if (byte_num < 0) { return; } buf[byte_num] = '\0'; printf("client said:%s\n", buf); char *result; NSString *str = [NSString stringWithCString:buf encoding:NSUTF8StringEncoding]; if ([str isEqualToString:@"1"]) { result = "你猜!"; } else if ([str isEqualToString:@"2"]) { result = "謝謝!"; } else if ([str isEqualToString:@"3"]) { result = "對(duì)不起!"; } else if ([str isEqualToString:@"4"]) { result = "好的!"; } else { if (arc4random()%2 == 0) { result = "不知道你在說(shuō)什么!"; } else { result = buf; } } send(socket, result, 1024, 0); }
創(chuàng)建客戶端:
struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(11332); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); bzero(&(server_addr.sin_zero), 8); int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (server_socket == -1) { perror("socket error"); return 1; } char receive_msg[1024]; char reply_msg[1024]; if (connect(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)) == 0) { //connect 成功之后,其實(shí)系統(tǒng)將你創(chuàng)建的socket綁定到一個(gè)系統(tǒng)分配的端口上,且其為全相關(guān),包含服務(wù)器端的信息,可以用來(lái)和服務(wù)器端進(jìn)行通信。 while (1) { bzero(reply_msg, 1024); printf("replay:"); scanf("%s", reply_msg); if (send(server_socket, reply_msg, 1024, 0) == -1) { perror("send error!"); return 1; } bzero(receive_msg, 1024); long byte_num = recv(server_socket, receive_msg, 1024, 0); receive_msg[byte_num] = '\0'; printf("server said:%s\n", receive_msg); } } return 0;
NSStream 讀寫文件
Cocoa Streams包含三個(gè)相關(guān)的類: NSStream、NSInputStream 和NSOutputStream。
NSStream:是個(gè)抽象類,定義了一些基本屬性和方法;
NSInputStream:是NSStream的子類,可通過它從NSData、File和socket中讀取數(shù)據(jù)流;
NSOutputStream:也是NSStream的子類,可通過它將數(shù)據(jù)流寫入NSData、File和socket。
還可以給stream對(duì)象設(shè)置Delegate(NSStreamDelegate),如果沒有精確了給stream指定Delegate,那么默認(rèn)將Delegate設(shè)置為其自己。
NSStreamDelegate只有一個(gè)方法
(void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode
NSStreamEventNone :改默認(rèn)值不代表任何事件
NSStreamEventOpenCompleted :socket被成功打開
NSStreamEventHasBytesAvailable :有可以讀取的字節(jié)
NSStreamEventHasSpaceAvailable :緩存中可以寫入字節(jié)
NSStreamEventErrorOccurred :操作出現(xiàn)錯(cuò)誤CFReadStreamCopyError()和CFWriteStreamCopyError()會(huì)提供更多錯(cuò)誤細(xì)節(jié)
NSStreamEventEndEncountered :socket達(dá)到字節(jié)流的末尾
通過NSStream對(duì)象讀數(shù)據(jù),可以分為如下步驟完成:
a) 從數(shù)據(jù)源創(chuàng)建和初始化一個(gè)NSStream對(duì)象;
b) 配置run loop,并打開stream對(duì)象;
c) 響應(yīng)NSInputStream事件(NSStreamDelegate);
d) 關(guān)閉NSInputStream對(duì)象。
- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; NSString *documentStr = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject]; NSString *dataPath = [documentStr stringByAppendingPathComponent:@"data.txt"]; NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager]; if ([manager fileExistsAtPath:dataPath]) { self.read = YES; NSLog(@"string:%@", [NSString stringWithContentsOfFile:dataPath encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil]); NSInputStream *inStream = [[NSInputStream alloc] initWithFileAtPath:dataPath]; [inStream setDelegate:self]; [inStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [inStream open]; } else { if ([manager createFileAtPath:dataPath contents:nil attributes:nil]) { self.read = NO; NSOutputStream *outStream = [[NSOutputStream alloc] initToFileAtPath:dataPath append:YES]; [outStream setDelegate:self]; [outStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [outStream open]; } else { NSLog(@"文件創(chuàng)建失?。?); } } } #pragma mark - <NSStreamDelegate>代理方法 - (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode { if (self.read) { NSInputStream *inStream = (NSInputStream *)aStream; switch (eventCode) { case NSStreamEventHasBytesAvailable: { uint8_t data[1024]; [inStream read:data maxLength:1024]; printf("%s", data); [inStream close]; [inStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; inStream = nil; } break; case NSStreamEventEndEncountered: { [inStream close]; [inStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; inStream = nil; } break; default: break; } } else{ NSOutputStream *outStream = (NSOutputStream *)aStream; switch (eventCode) { case NSStreamEventHasSpaceAvailable: { uint8_t data[] = "{name:'張三', age:10}"; [outStream write:data maxLength:strlen((char *)data)]; [outStream close]; [outStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; outStream = nil; } break; case NSStreamEventEndEncountered: { [outStream close]; [outStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; outStream = nil; } break; default: break; } } }
NSStream Socket
NSStream類不支持在IOS平臺(tái)上創(chuàng)建socket連接,而CFStream支持在IOS平臺(tái)的socket行為。所以若知道遠(yuǎn)程主機(jī)的DNS或者是IP地址,可以使用CFStreamCreatePairWithSocketToHost函數(shù)來(lái)創(chuàng)建socket連接,通過該函數(shù)創(chuàng)建了CFStream類型為全雙工的socket連接,接著可以利用toll-free bridge,將CFStream對(duì)象轉(zhuǎn)換為NSStream對(duì)象。
通過NSStream對(duì)象進(jìn)行Socket通信,與通過NSStream進(jìn)行IO操作的步驟基本一樣:
a) 創(chuàng)建NSStream對(duì)象,通過CFStreamCreatePairWithSocketToHost函數(shù)創(chuàng)建CFReadStreamRef 和CFWriteStreamRef 對(duì)象;繼而將兩者轉(zhuǎn)換為NSInputStream 和NSOutputStream 對(duì)象;
b) 配置run loop,并打開NSInputStream 和NSOutputStream對(duì)象;
c) 響應(yīng)事件,在Delegate中響應(yīng)不同的信號(hào);
d) 關(guān)閉NSStream對(duì)象。
服務(wù)端:服務(wù)端依然使用上面例子的服務(wù)端
客戶端的實(shí)現(xiàn):點(diǎn)擊1~5這五個(gè)按鈕,分別從服務(wù)端返回不同的數(shù)據(jù),進(jìn)而展示出來(lái)。
由于實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單,就不加闡述說(shuō)明了,實(shí)現(xiàn)代碼如下:
- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self startSocket:@"127.0.0.1" andPort:11332]; } - (void)startSocket:(NSString *)address andPort:(int)port { CFReadStreamRef readRef; CFWriteStreamRef writeRef; CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)address, port, &readRef, &writeRef); NSInputStream *inputStream = (__bridge NSInputStream *)readRef; NSOutputStream *outputStream = (__bridge NSOutputStream *)writeRef; inputStream.delegate = self; outputStream.delegate = self; [inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; [inputStream open]; [outputStream open]; self.outputStream = outputStream; } - (IBAction)sendMsg:(UIButton *)sender { if (sender.currentTitle > 0) { const char *output = sender.currentTitle.UTF8String; [self.outputStream write:(const uint8_t *)output maxLength:strlen(output)]; } } - (void)showMessage:(NSString *)msg { if (!self.msgLabel) { UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:14]; UIColor *color = [UIColor blackColor]; UIColor *backColor = [UIColor colorWithRed:0 green:0 blue:0 alpha:0.2]; UILabel *label = [[UILabel alloc] init]; label.textColor = color; label.font = font; label.textAlignment = NSTextAlignmentCenter; label.backgroundColor = backColor; self.msgLabel = label; } CGFloat screenW = [UIScreen mainScreen].bounds.size.width; CGFloat screenH = [UIScreen mainScreen].bounds.size.height; CGFloat W = screenW - 16; CGSize size = [msg boundingRectWithSize:CGSizeMake(W, CGFLOAT_MAX) options:NSStringDrawingUsesLineFragmentOrigin attributes:@{NSFontAttributeName:self.msgLabel.font} context:nil].size; W = size.width; CGFloat H = size.height; CGFloat X = (screenW - W)/2; CGFloat Y = (screenH - H)/2; self.msgLabel.frame = CGRectMake(X, Y, W, H); self.msgLabel.text = msg; [self.view addSubview:self.msgLabel]; dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ [self.msgLabel removeFromSuperview]; }); } #pragma mark - <NSStreamDelegate>代理方法 - (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode { switch (eventCode) { case NSStreamEventNone: break; case NSStreamEventOpenCompleted: break; case NSStreamEventHasBytesAvailable: { uint8_t buf[1024]; NSInteger len = 0; NSInputStream *inputStream = (NSInputStream *)aStream; len = [inputStream read:buf maxLength:1024]; if (len) { [self showMessage:[NSString stringWithCString:(const char *)buf encoding:NSUTF8StringEncoding]]; } break; } case NSStreamEventHasSpaceAvailable: break; case NSStreamEventErrorOccurred: { [aStream close]; break; } case NSStreamEventEndEncountered: { [aStream close]; [aStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; aStream = nil; break; } default: break; }
以上所述是小編給大家介紹的iOS socket網(wǎng)絡(luò)編程,希望對(duì)大家有所幫助,如果大家有任何疑問歡迎給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大的!
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