此文章仅介绍底层基础Socket API 的使用，不讲解网络概念(请自行百度)
本程序基于IPv4网络下,使用的是TCP/IP协议
客户端程序:
连接到服务器必要的东西是 确定的服务器IP地址(或可以通过域名获取IP地址) 、服务端口和传输协议
ViewController.m
#import "ViewController.h"
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>
@interface ViewController (){
CFSocketNativeHandle _socketFileDescriptor;
}
// 消息文本框
@property (weak) IBOutlet NSTextField *messageTextField;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 服务器IPv4的地址(127.0.0.1是本机回送地址，表示服务器在本机上;如百度某服务器的IP地址为202.108.22.5)
NSString *serverIPv4Address = @"127.0.0.1";
// 服务器的端口(由服务器程序决定)
NSInteger serverPort = 12345;
// 状态
int status;
/*
1.创建Socket描述符（你可以联想为一个Socket对象）
int socket(int addressFamily, int type,int protocol)
addressFamily:地址协议簇,AF_INET为IPv4,AF_INET6为IPv6
type:类型,SOCK_STREAM是"流",通常配合IPPROTO_TCP(TCP/IP协议)使用;SOCK_DGRAM为"数据报文",通常配合IPPROTO_UDP(UDP/IP协议)使用
protocol:传输协议，可以设置为0让系统自动选择合适的协议
*/
int socketFileDescriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
// 等于-1时就代表创建失败
if (socketFileDescriptor == -1)
{
NSLog(@"1.创建Socket描述符失败");
return;
}
/*****************创建本机套接字地址实例*****************/
// 2.创建Socket Address Instance结构体(代表本机)
struct sockaddr_in localAddressInstance;
// 初始化结构体
memset(&localAddressInstance, 0, sizeof(localAddressInstance));
// 实例大小(Socket Instance Length)
localAddressInstance.sin_len = sizeof(localAddressInstance);
// 协议簇
localAddressInstance.sin_family = AF_INET;
// Socket Instance Address.Socket Address (本质是一个32位的unsigned int类型)
// INADDR_ANY就是指定地址为0.0.0.0的地址，表示这台主机上的任意一个/所有的IP地址
localAddressInstance.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// 这里不指定端口，让系统自动帮我分配一个49152到65535的端口
//localAddressInstance.sin_port = htons(1994);
// 3.绑定，将Socket实例与本机地址以及一个本地端口号绑定
status = bind(socketFileDescriptor,
(const struct sockaddr *)&localAddressInstance,
sizeof(localAddressInstance));
// 绑定失败,如果没有指定绑定的端口通常不会发生此错误
if (status != 0)
{
NSLog(@"3.绑定到本机地址和端口失败");
return;
}
/*****************创建服务器套接字地址实例*****************/
// 4.创建sockaddr_in结构体(代表服务器)
struct sockaddr_in serverAddressInstance;
// 同上
memset(&serverAddressInstance, 0, sizeof(serverAddressInstance));
serverAddressInstance.sin_len = sizeof(serverAddressInstance);
serverAddressInstance.sin_family = AF_INET;
// 以下步骤将使用到服务器ip地址和端口
// inet_addr(const char* strptr) 若字符串有效则将字符串转换为32位二进制网络字节序的IPV4地址，否则为INADDR_NONE(网络字节序是啥自己百度)
in_addr_t instanceAddress = inet_addr(serverIPv4Address.UTF8String);
if (instanceAddress == INADDR_NONE)
{
NSLog(@"4.无效的IP地址字符串");
return;
}
// 指定地址
serverAddressInstance.sin_addr.s_addr = instanceAddress;
// 指定端口,htons()将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序
serverAddressInstance.sin_port = htons(serverPort);
// 5.连接到服务器，客户端向特定网络地址的服务器发送连接请求，连接成功返回0，失败返回 -1。
status = connect(socketFileDescriptor,
(const struct sockaddr *)&serverAddressInstance,
sizeof(serverAddressInstance));
// 连接失败，通常是服务器地址错误，端口不对，端口没有使用，不在同一网络下
if (status != 0)
{
NSLog(@"5.连接到服务器失败");
return;
}
// 赋值到成员变量以供在其他方法使用
_socketFileDescriptor = socketFileDescriptor;
// 子线程接收数据
[self performSelectorInBackground:@selector(receiveData)
withObject:nil];
}
// 接收消息
- (void)receiveData
{
// 如果没有断开，就让其一直循环接收
BOOL isNoDisconnection = YES;
// 可接收数据的最大长度(等于buffer的大小)
size_t maximumAcceptableLength = 32768;
// 创建一个接收数据的缓冲区
Byte buffer[maximumAcceptableLength];
// 接收到的数据长度
ssize_t receivedLength = 0;
// 循环接收数据
while (isNoDisconnection)
{
// 清空缓冲
memset(&buffer, 0, maximumAcceptableLength);
receivedLength = 0;
/*
从 socket 中读取数据，读取成功返回成功读取的字节数(必定少于等于maximumAcceptableLength)，
否则错误返回 -1 (Socket没有连接等)或 0 (Socket已被服务器断开)，此函数会阻塞当前线程，这就是为何要在子线程执行的原因
int recv(int socketFileDescriptor, char *buffer, int bufferLength, int flags)
buffer:缓冲区指针
flags:一般设置为0，忘记是啥来的了
*/
receivedLength = recv(_socketFileDescriptor,
buffer,
maximumAcceptableLength,
0);
// 发生错误
if (receivedLength < 1) {
if (receivedLength == -1) NSLog(@"Socket没有连接，或已被本程序断开");
if (receivedLength == 0) NSLog(@"Socket已被服务器断开");
isNoDisconnection = NO;
break;
}
// 这里暂不考虑数据粘包(多包)和断包(少包)问题，以后再介绍
// 提取缓冲区里已接收的二进制数据，转为UTF-8编码的字符串
NSString *message = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer
length:receivedLength
encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"已接收到消息:%@",message);
};
// 走到这里代表连接断开了，需要关闭Socket
close(_socketFileDescriptor);
}
// 发送消息
- (IBAction)sendMessageButtonClicked:(NSButton *)sender
{
// 要发送的消息
NSString *message = self.messageTextField.stringValue;
NSData *messageData = [message dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 发送数据的缓冲区大小
NSUInteger bufferLength = 2048;
// 创建一个发送数据的缓冲区
Byte buffer[bufferLength];
// 要发送的消息的长度
NSUInteger totalMessageLength = messageData.length;
// 偏移值，代表已发送的消息长度
NSUInteger offset = 0;
while (offset != totalMessageLength)
{
// 准备发送的字节长度
NSUInteger willSendBytesLength = totalMessageLength - offset;
if (willSendBytesLength > bufferLength)
{
willSendBytesLength = bufferLength;
}
// 读取赋值到缓冲区
[messageData getBytes:&buffer
range:NSMakeRange(offset, willSendBytesLength)];
/*
通过 socket 发送数据，发送成功返回成功发送的字节数，否则返回 -1。
int send(int socketFileDescriptor, char *buffer, int bufferLength, int flags)
*/
NSInteger didSendMsgLen = send(_socketFileDescriptor,
buffer,
willSendBytesLength,
0);
// 假如失败
if (didSendMsgLen < 1)
{
NSLog(@"发送消息失败");
break;
}
// 偏移值增加
offset += didSendMsgLen;
}
// 偏移值等于总长度时就代表发送完成了，否则就是中途断开了
if (offset == totalMessageLength)
{
NSLog(@"消息发送完成");
}else
{
NSLog(@"连接断开了，需要关闭Socket");
close(_socketFileDescriptor);
}
}
客户端无非4个步骤，分别为:
- 创建socket()
- 绑定bind()
- 连接connect()
- 接收/发送recv()/send()
里面必需要确定的参数是 IP地址(如:127.0.0.1)、端口(如:12345)、传输协议(如:TCP/IP)
connect()/recv()/send() 等接口都是会阻塞线程的，建议放到非UI线程执行尤其recv()
服务端程序:
架设服务器必要的东西是 确定的服务端口和传输协议
ViewController.m
#import "ViewController.h"
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self performSelectorInBackground:@selector(startService)
withObject:nil];
}
// 开始服务
- (void)startService
{
// 服务端口(由此程序决定，建议范围在1024到49151)
NSInteger serivePort = 12345;
int status;
// 1.创建Socket描述符
int socketFileDescriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socketFileDescriptor == -1)
{
NSLog(@"1.创建Socket描述符失败");
return;
}
// 2.创建本机套接字地址实例
struct sockaddr_in localAddressInstance;
memset(&localAddressInstance, 0, sizeof(localAddressInstance));
localAddressInstance.sin_len = sizeof(localAddressInstance);
localAddressInstance.sin_family = AF_INET;
localAddressInstance.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// 重点:服务器程序必须要指定端口，否则客户端程序由于不知道确定的服务端口而无法连接
localAddressInstance.sin_port = htons(serivePort);
// 3.绑定，将Socket实例与本机地址以及一个本地端口号绑定
status = bind(socketFileDescriptor,
(const struct sockaddr *)&localAddressInstance,
sizeof(localAddressInstance));
// 绑定失败,通常是此端口被其他程序占用了；或者是此程序重启时没有正确关闭Socket导致端口没有被系统回收导致无法使用此端口，如果是第二种情况稍后再重启此程序即可
if (status != 0)
{
NSLog(@"3.绑定到本机地址和端口失败");
return;
}
/*
4.监听申请的连接(这里只监听客户端申请的连接，还没接受)
int listen( int socketFileDescriptor, int backlog);
socketFileDescriptor：已捆绑未连接套接口的描述符,
backlog：等待连接队列的最大长度(个数)。
*/
status = listen(socketFileDescriptor, 2);
// 成功返回 0，失败返回 -1。
if (status != 0)
{
NSLog(@"4.监听客户端申请的连接失败");
return;
}
while (YES)
{
// 创建客户端Socket实例
struct sockaddr_in clientAddressInstance;
int clientSocketFileDescriptor;
socklen_t clientAddressStructLength = sizeof(clientAddressInstance);
/*
5.接受客户端连接请求并将客户端的网络地址信息保存到 clientAddressInstance 中。当客户端连接请求被服务器接受之后，客户端和服务器之间的链路就建立好了，两者就可以通信了。
int accept(int socketFileDescriptor, sockaddr *clientAddressInstance, int clientAddressStructLength)
*/
clientSocketFileDescriptor = accept(socketFileDescriptor,
(struct sockaddr *)&clientAddressInstance,
&clientAddressStructLength);
// 接收失败
if (clientSocketFileDescriptor == -1)
{
NSLog(@"接受连接请求失败");
close(clientSocketFileDescriptor);
continue;
}else
{
NSLog(@"接受连接成功,客户端地址:%s,port:%d",
inet_ntoa(clientAddressInstance.sin_addr),
ntohs(clientAddressInstance.sin_port));
}
// 自动回复消息
[self echoMessageWithSocketFileDescriptor:clientSocketFileDescriptor];
}
}
// 让服务器回复消息给客户端(注释参考客户端程序)
- (void)echoMessageWithSocketFileDescriptor:(int)socketFileDescriptor
{
// 问候一下
BOOL success = [self sendMessage:@"欢迎连接到服务器"
toClient:socketFileDescriptor];
// 如果没有断开，就让其一直循环接收
BOOL isNoDisconnection = success;
size_t maximumAcceptableLength = 32768;
Byte buffer[maximumAcceptableLength];
ssize_t receivedLength = 0;
while (isNoDisconnection)
{
memset(&buffer, 0, maximumAcceptableLength);
receivedLength = 0;
receivedLength = recv(socketFileDescriptor,
buffer,
maximumAcceptableLength,
0);
if (receivedLength < 1) {
if (receivedLength == -1) NSLog(@"Socket没有连接，或已被本程序断开");
if (receivedLength == 0) NSLog(@"Socket已被客户端断开");
isNoDisconnection = NO;
break;
}
// 这里也暂不考虑数据粘包(多包)和断包(少包)问题
NSString *message = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer
length:receivedLength
encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"已接收到消息:%@",message);
// 原话回复给客户端
isNoDisconnection = [self sendMessage:message
toClient:socketFileDescriptor];
}
// 走到这里代表连接断开了，需要关闭Socket
close(socketFileDescriptor);
}
// 发送消息(注释参考客户端程序)
- (BOOL)sendMessage:(NSString *)message toClient:(int)socketFileDescriptor
{
NSData *messageData = [message dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger bufferLength = 2048;
Byte buffer[bufferLength];
NSUInteger totalMessageLength = messageData.length;
NSUInteger offset = 0;
while (offset != totalMessageLength)
{
NSUInteger willSendBytesLength = totalMessageLength - offset;
if (willSendBytesLength > bufferLength)
{
willSendBytesLength = bufferLength;
}
[messageData getBytes:&buffer
range:NSMakeRange(offset, willSendBytesLength)];
NSInteger didSendMsgLen = send(socketFileDescriptor,
buffer,
willSendBytesLength,
0);
if (didSendMsgLen < 1)
{
NSLog(@"发送消息失败");
break;
}
offset += didSendMsgLen;
}
if (offset == totalMessageLength)
{
NSLog(@"消息回复完成");
return YES;
}
return NO;
}
服务端比客户端多两个个步骤，没有connect()，分别为:
- 创建 socket()
- 绑定bind()
- 监听listen()
- 接受连接accept()
- 接收/发送recv()/send()
里面必需要确定的参数是 端口(如:12345)、传输协议(如:TCP/IP)
listen()/recv()/send() 等接口都是会阻塞线程的，建议放到非UI线程执行
Demo:
https://github.com/LeungKinKeung/BSDSocketClientDemo01
https://github.com/LeungKinKeung/BSDSocketServerDemo01
参考:
https://my.oschina.net/u/1378445/blog/340206?fromerr=Q7jnsakX
http://blog.csdn.net/kaitiren/article/details/39082751
