續執行個體解析SOCKET編程模型之非同步通訊篇(下)

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上載者:User
編程|非同步 非同步用戶端通訊端在等待網路操作完成時不掛起應用程式。相反,它使用標準 .NET Framework 非同步編程模型在一個線程上處理網路連接,而應用程式繼續在原始線程上運行。非同步通訊端適用於大量使用網路或不能等待網路操作完成才能繼續的應用程式。

Socket 類遵循非同步方法呼叫的 .NET Framework 命名模式;例如,同步 Receive 方法對應非同步 BeginReceive 和 EndReceive 方法。

非同步作業要求回調方法返回操作結果。如果應用程式不需要知道結果,則不需要任何回調方法。本節中的程式碼範例闡釋如何使用某個方法開始與網路裝置的串連並使用回調方法結束串連,如何使用某個方法開始發送資料並使用回調方法完成發送,以及如何使用某個方法開始接收資料並使用回調方法結束接收資料。

非同步通訊端使用多個系統線程池中的線程處理網路連接。一個線程負責初始化資料的發送或接收;其他線程完成與網路裝置的串連並發送或接收資料。在程式源碼中,System.Threading.ManualResetEvent 類的執行個體用於掛起主線程的執行並在執行可以繼續時發出訊號。

在用戶端源碼中,為了將非同步通訊端串連到網路裝置,Socket 方法初始化一個 Socket,然後調用 BeginConnect 方法,傳遞表示網路裝置的遠程終結點、串連回調方法以及狀態物件(即用戶端 Socket,用於在非同步呼叫之間傳遞狀態資訊)。該樣本實現 Connect 方法以將指定的 Socket 串連到指定的終結點。它採用一個名為 connectDone 的全域 ManualResetEvent: public IAsyncResult BeginConnect(
EndPoint remoteEP,
AsyncCallback callback,
object state
);

串連回調方法 ConnectCallback 實現 AsyncCallback 委託。它在遠程裝置可用時串連到遠程裝置,然後通過設定 ManualResetEvent connectDone 嚮應用程式線程發出串連完成的訊號。下面的用戶端源碼中實現了 ConnectCallback 方法。

Send 樣本方法以 ASCII 格式對指定的字串資料進行編碼,並將其非同步發送到指定的通訊端所表示的網路裝置。

發送回調方法 SendCallback 實現 AsyncCallback 委託。它在網路裝置準備接收時發送資料。下面的源碼中實現了 SendCallback 方法。它採用一個名為 sendDone 的全域 ManualResetEvent。

從用戶端通訊端讀取資料需要一個在非同步呼叫之間傳遞值的狀態物件。下面的類是用於從用戶端通訊端接收資料的樣本狀態物件。它包含以下各項的欄位:用戶端通訊端,用於接收資料的緩衝區,以及用於儲存傳入資料字串的 StringBuilder。將這些欄位放在該狀態物件中,使這些欄位的值在多個調用之間得以保留,以便從用戶端通訊端讀取資料。

public class StateObject {
// Client socket.
public Socket workSocket = null;
// Size of receive buffer.
public const int BufferSize = 256;
// Receive buffer.
public byte[] buffer = new byte[BufferSize];
// Received data string.
public StringBuilder sb = new StringBuilder();
} //為簡單起見,用戶端源碼中並未建立此類

Receive 方法樣本設定狀態物件,然後調用 BeginReceive 方法從用戶端通訊端非同步讀取資料。

接收回調方法 ReceiveCallback 實現 AsyncCallback 委託。它接收來自網路裝置的資料並產生訊息字串。它將來自網路的一個或多個資料位元組讀入資料緩衝區,然後再次調用 BeginReceive 方法,直到用戶端發送的資料完成為止。從用戶端讀取所有資料後,ReceiveCallback 通過設定 ManualResetEvent sendDone 嚮應用程式線程發出資料完成的訊號。

//以下是用戶端詳細實現代碼

using System;
using System.Drawing;
using System.Collections;
using System.ComponentModel;
using System.Windows.Forms;
using System.Data;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
using System.Text;
namespace 聊天_socket_client
{
/// <summary>
/// Form1 的摘要說明。
/// </summary>
public class Form1 : System.Windows.Forms.Form
{
private System.Windows.Forms.Label label4;
private System.Windows.Forms.Label label3;
private System.Windows.Forms.Label label2;
private System.Windows.Forms.Label label1;
private System.Windows.Forms.Button btnStop;
private System.Windows.Forms.Button btnSend;
private System.Windows.Forms.TextBox txtPort;
private System.Windows.Forms.TextBox txtServer;
private System.Windows.Forms.RichTextBox rtbSend;
private System.Windows.Forms.RichTextBox rtbReceive;
private System.Windows.Forms.StatusBar statusBar1;
private System.Windows.Forms.Button btnConnect;
private IPAddress hostIPAddress;
private IPEndPoint Server;
private Socket sock;
private const int BufferSize=256;
private byte[] buffer=new byte[BufferSize];
private static ManualResetEvent connectDone=new ManualResetEvent(false);
private static ManualResetEvent sendDone=new ManualResetEvent(false);
/// <summary>
/// 必需的設計器變數。
/// </summary>
private System.ComponentModel.Container components = null;

public Form1()
{
//
// Windows 表單設計器支援所必需的
//
InitializeComponent();

//
// TODO: 在 InitializeComponent 調用後添加任何建構函式代碼
//
}

/// <summary>
/// 清理所有正在使用的資源。
/// </summary>
protected override void Dispose( bool disposing )
{
if( disposing )
{
if (components != null)
{
components.Dispose();
}
}
base.Dispose( disposing );
}

#region Windows 表單設計器產生的程式碼
/// <summary>
/// 設計器支援所需的方法 - 不要使用代碼編輯器修改
/// 此方法的內容。
/// </summary>
private void InitializeComponent()
{
this.label4 = new System.Windows.Forms.Label();
this.label3 = new System.Windows.Forms.Label();
this.label2 = new System.Windows.Forms.Label();
this.label1 = new System.Windows.Forms.Label();
this.btnStop = new System.Windows.Forms.Button();
this.btnSend = new System.Windows.Forms.Button();
this.btnConnect = new System.Windows.Forms.Button();
this.txtPort = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.txtServer = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.rtbSend = new System.Windows.Forms.RichTextBox();
this.rtbReceive = new System.Windows.Forms.RichTextBox();
this.statusBar1 = new System.Windows.Forms.StatusBar();
this.SuspendLayout();
//
// label4
//
this.label4.Location = new System.Drawing.Point(16, 152);
this.label4.Name = "label4";
this.label4.Size = new System.Drawing.Size(64, 23);
this.label4.TabIndex = 22;
this.label4.Text = "發送資訊:";
//
// label3
//
this.label3.Location = new System.Drawing.Point(16, 64);
this.label3.Name = "label3";
this.label3.Size = new System.Drawing.Size(64, 23);
this.label3.TabIndex = 21;
this.label3.Text = "接收資訊:";
//
// label2
//
this.label2.Location = new System.Drawing.Point(216, 16);
this.label2.Name = "label2";
this.label2.Size = new System.Drawing.Size(64, 23);
this.label2.TabIndex = 20;
this.label2.Text = "監聽連接埠:";
//
// label1
//
this.label1.Location = new System.Drawing.Point(16, 16);
this.label1.Name = "label1";
this.label1.Size = new System.Drawing.Size(56, 23);
this.label1.TabIndex = 19;
this.label1.Text = "伺服器:";
//
// btnStop
//
this.btnStop.Location = new System.Drawing.Point(256, 256);
this.btnStop.Name = "btnStop";
this.btnStop.TabIndex = 18;
this.btnStop.Text = "關閉串連";
this.btnStop.Click += new System.EventHandler(this.btnStop_Click);
//
// btnSend
//
this.btnSend.Location = new System.Drawing.Point(144, 256);
this.btnSend.Name = "btnSend";
this.btnSend.TabIndex = 17;
this.btnSend.Text = "發送資訊";
this.btnSend.Click += new System.EventHandler(this.btnSend_Click);
//
// btnConnect
//
this.btnConnect.Location = new System.Drawing.Point(32, 256);
this.btnConnect.Name = "btnConnect";
this.btnConnect.TabIndex = 16;
this.btnConnect.Text = "請求串連";
this.btnConnect.Click += new System.EventHandler(this.btnConnect_Click);
//
// txtPort
//
this.txtPort.Location = new System.Drawing.Point(288, 16);
this.txtPort.Name = "txtPort";
this.txtPort.Size = new System.Drawing.Size(48, 21);
this.txtPort.TabIndex = 15;
this.txtPort.Text = "19811";
//
// txtServer
//
this.txtServer.Location = new System.Drawing.Point(72, 16);
this.txtServer.Name = "txtServer";
this.txtServer.TabIndex = 14;
this.txtServer.Text = "127.0.0.1";
//
// rtbSend
//
this.rtbSend.Location = new System.Drawing.Point(80, 152);
this.rtbSend.Name = "rtbSend";
this.rtbSend.Size = new System.Drawing.Size(264, 96);
this.rtbSend.TabIndex = 13;
this.rtbSend.Text = "";
//
// rtbReceive
//
this.rtbReceive.Location = new System.Drawing.Point(80, 56);
this.rtbReceive.Name = "rtbReceive";
this.rtbReceive.Size = new System.Drawing.Size(264, 96);
this.rtbReceive.TabIndex = 12;
this.rtbReceive.Text = "";
//
// statusBar1
//
this.statusBar1.Location = new System.Drawing.Point(0, 287);
this.statusBar1.Name = "statusBar1";
this.statusBar1.ShowPanels = true;
this.statusBar1.Size = new System.Drawing.Size(360, 22);
this.statusBar1.TabIndex = 23;
this.statusBar1.Text = "statusBar1";
//
// Form1
//
this.AutoScaleBaseSize = new System.Drawing.Size(6, 14);
this.ClientSize = new System.Drawing.Size(360, 309);
this.Controls.Add(this.statusBar1);
this.Controls.Add(this.label4);
this.Controls.Add(this.label3);
this.Controls.Add(this.label2);
this.Controls.Add(this.label1);
this.Controls.Add(this.btnStop);
this.Controls.Add(this.btnSend);
this.Controls.Add(this.btnConnect);
this.Controls.Add(this.txtPort);
this.Controls.Add(this.txtServer);
this.Controls.Add(this.rtbSend);
this.Controls.Add(this.rtbReceive);
this.Name = "Form1";
this.Text = "聊天程式-用戶端";
this.Closing += new System.ComponentModel.CancelEventHandler(this.Form1_Closing);
this.ResumeLayout(false);

}
#endregion

/// <summary>
/// 應用程式的主進入點。
/// </summary>
[STAThread]
static void Main()
{
Application.Run(new Form1());
}

private void btnConnect_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
try
{
hostIPAddress=IPAddress.Parse(txtServer.Text);
}
catch{MessageBox.Show("請輸入正確的IP地址格式。");}
try
{
Server=new IPEndPoint(hostIPAddress,Int32.Parse(txtPort.Text));
sock=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
sock.BeginConnect(Server,new AsyncCallback(ConnectCallBack),sock);
}
catch(Exception ee){MessageBox.Show(ee.Message);}
}
private void ConnectCallBack(IAsyncResult ar)
{
try
{
Socket client=(Socket)ar.AsyncState; //擷取狀態
client.EndConnect(ar);
try
{
byte[] byteData=Encoding.BigEndianUnicode.GetBytes("準備完畢,可以通話"+"\r\n");
sock.BeginSend(byteData,0,byteData.Length,0,new AsyncCallback(SendCallBack),sock);
}
catch(Exception ee){MessageBox.Show(ee.Message);}
statusBar1.Text="與主機"+txtServer.Text+"連接埠"+txtPort.Text+"串連成功";
Thread thread=new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
thread.Start(); //開始接收資料線程
connectDone.Set(); //將指定事件的狀態設定為終止。
}
catch{}
}
private void SendCallBack(IAsyncResult ar)
{
try{
Socket client=(Socket)ar.AsyncState;
sendDone.Set();
}
catch(Exception ee){MessageBox.Show(ee.Message);}
}
private void ThreadProc()
{
try
{
sock.BeginReceive(buffer,0,BufferSize,0,new AsyncCallback(ReceiveCallBack),sock);
}
catch(Exception ee){MessageBox.Show(ee.Message);}
}
private void ReceiveCallBack(IAsyncResult ar)
{
try
{
Socket client=(Socket)ar.AsyncState;
int bytesRead=client.EndReceive(ar);//結束掛起的非同步讀取。返回接收到的位元組數。
StringBuilder sb=new StringBuilder();
sb.Append(Encoding.BigEndianUnicode.GetString(buffer,0,bytesRead));//儲存資料
string content=sb.ToString(); //轉換為字串
sb.Remove(0,content.Length); //清除sb內容
rtbReceive.AppendText(content+"\r\n");
client.BeginReceive(buffer,0,BufferSize,0,new AsyncCallback(ReceiveCallBack),client);
}
catch{}
}

private void btnSend_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
try
{
string strSend ="Client--->"+rtbSend.Text+"\r\n";
Byte[] ByteSend = Encoding.BigEndianUnicode.GetBytes(strSend);
sock.BeginSend(ByteSend,0,ByteSend.Length,0,new AsyncCallback(SendCallBack),sock);
}
catch{MessageBox.Show("串連尚未建立,無法發送.");}
}

private void btnStop_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
try
{
sock.Close();
statusBar1.Text="與主機"+txtServer.Text+"連接埠"+txtPort.Text+"中斷連線";
}
catch{MessageBox.Show("串連尚未建立,關閉無效");}
}

private void Form1_Closing(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
{
try
{
sock.Close();
}
catch{}
}
}
}



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