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Socket簡介及客戶端伺服器連線例項

注:  在客戶端遊戲開發中,使用HTTP進行網路通訊的比較少,一般使用的都是Socket進行通訊。而HTTP一般用於網頁或者網頁遊戲。

【Socket簡介】

1、套接字(socket)概念

    套接字(socket)是通訊的基石,是支援TCP/IP協議的網路通訊的基本操作單元。它是網路通訊過程中端點的抽象表示,包含進行網路通訊必須的五種資訊:連線使用的協議,本地主機的IP地址,本地程序的協議埠,遠地主機的IP地址,遠地程序的協議埠。

套接字: { IP地址 : 埠號 }

    應用層通過傳輸層進行資料通訊時,TCP會遇到同時為多個應用程式程序提供併發服務的問題。多個TCP連線或多個應用程式程序可能需要通過同一個TCP協議埠傳輸資料。為了區別不同的應用程式程序和連線,許多計算機作業系統為應用程式與TCP/IP協議互動提供了套接字(Socket)介面。應用層可以和傳輸層通過Socket介面,區分來自不同應用程式程序或網路連線的通訊,實現資料傳輸的併發服務。

2、套接字型別  

    TCP/IP的socket提供下列三種類型套接字。 

2.1、流式套接字(SOCK_STREAM)

    提供了一個面向連線(TCP)、可靠的資料傳輸服務,資料無差錯、無重複地傳送,且按傳送順序接收。內設流量控制,避免資料流超限;資料被看作是位元組流,無長度限制。檔案傳送協議(FTP)即使用流式套接字。 

2.2、資料報式套接字(SOCK_DGRAM)

    提供了一個無連線服務(UDP)。資料包以獨立包形式被髮送,不提供無錯保證,資料可能丟失或重複,並且接收順序混亂。網路檔案系統(NFS)使用資料報式套接字。 

2.3、原始式套接字(SOCK_RAW) 

    該介面允許對較低層協議,如IP、ICMP直接訪問。常用於檢驗新的協議實現或訪問現有服務中配置的新裝置。

3、建立socket連線

    建立Socket連線至少需要一對套接字,其中一個運行於客戶端,稱為ClientSocket ,另一個運行於伺服器端,稱為ServerSocket 。

    套接字之間的連線過程分為三個步驟:伺服器監聽,客戶端請求,連線確認。

    (a)伺服器監聽:伺服器端套接字並不定位具體的客戶端套接字,而是處於等待連線的狀態,實時監控網路狀態,等待客戶端的連線請求。

    (b)客戶端請求:指客戶端的套接字提出連線請求,要連線的目標是伺服器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連線的伺服器的套接字,指出伺服器端套接字的地址和埠號,然後就向伺服器端套接字提出連線請求。

    (c)連線確認:當伺服器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連線請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的執行緒,把伺服器端套接字的描述發給客戶端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連線。而伺服器端套接字繼續處於監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連線請求。

4、典型套接字呼叫過程舉例

    TCP/IP協議的應用一般採用客戶/伺服器模式,因此在實際應用中,必須有客戶和伺服器兩個程序,並且首先啟動伺服器,其系統呼叫時序圖如下。 

面向連線的協議(TCP)的套接字系統呼叫如下:

        > 伺服器必須首先啟動,直到它執行完accept()呼叫,進入等待狀態後,方能接收客戶請求。

        > 假如客戶在此前啟動,則connect()將返回出錯程式碼,連線不成功。


無連線的協議(UDP)的套接字呼叫如下:

        > 無連線伺服器也必須先啟動,否則客戶請求傳不到服務程序。

        > 無連線客戶不呼叫connect()。因此在資料傳送之前,客戶與伺服器之間尚未建立完全相關,但各自通過socket()和bind()建立了半相關。

        > 傳送資料時,傳送方除指定本地套接字號外,還需指定接收方套接字號,從而在資料收發過程中動態地建立了全相關。 


【Socket連線】

    使用的是面向連線的TCP套接字系統呼叫API。

0、將ODSocket原始碼放在Classes目錄下(ODSocket是仿照原生Socket寫的一個類似Socket的一個類)

1、客戶端

    使用ODSocket的API實現與服務端的網路連線。

        > 建立ODSocket:ODSocket socket;

        > 初始化:Init() 、 Create();

        > 設定需要連線的伺服器的 IP地址和埠號:ip 、 port;

        > 連線伺服器:Connet(ip, port);

        > 傳送資料:Send(string, lenght);

        > 接收資料:Recv(string, lenght, 0);

        > 關閉連線:Close();

程式碼如下

// 引入標頭檔案
#include "ODSocket/ODSocket.h"
 
// Socker連線
void HelloWorld::connectServer()
{
    // 初始化
    // ODSocket socket;
    socket.Init();
    socket.Create(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
     
    // 設定伺服器的IP地址,埠號
    // 並連線伺服器 Connect
    const char* ip = "127.0.0.1";
    int port = 12345;
    bool result = socket.Connect(ip, port);
     
    // 傳送資料 Send
    socket.Send("login", 5);
     
    if (result) {
        CCLOG("connect to server success!");
        // 開啟新執行緒,在子執行緒中,接收資料
        std::thread recvThread = std::thread(&HelloWorld::receiveData, this);
        recvThread.detach(); // 從主執行緒分離
    }
    else {
        CCLOG("can not connect to server");
        return;
    }
}
 
// 接收資料
void HelloWorld::receiveData()
{
    // 因為是強聯網
    // 所以可以一直檢測服務端是否有資料傳來
    while (true) {
        // 接收資料 Recv
        char data[512] = "";
        int result = socket.Recv(data, 512, 0);
        printf("%d", result);
        // 與伺服器的連線斷開了
        if (result <= 0) break;
         
        CCLOG("%s", data);
    }
    // 關閉連線
    socket.Close();
}

2、服務端

使用Eclipse開發環境,Java語言,服務端使用的是 ServerSocket 來監聽埠。

2.1、Server類

    用於建立ServerSocket,監聽埠,等待客戶連線。


public class Server {
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {
         
        // 建立ServerSocket,監聽埠號:12345
        ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);
        // 建立用於管理客戶端的收發資料的子執行緒類
        ClientThread clientThread = new ClientThread();
        clientThread.start();
         
        System.out.println("伺服器開啟啦");
 
        // 監聽埠號:12345
        // 等待客戶連線 accept()
        while (true) {
            // 開始接收客戶端的連線
            Socket socket = ss.accept();
            System.out.println("有新客戶連線~");
            clientThread.addClient(socket);
        }
    }
}

2.2、ClientThread類

    用於管理、處理客戶端的收發資料請求。

// 繼承Thread執行緒類
public class ClientThread extends Thread {
    // 客戶端連線的socket列表
    private ArrayList<Socket> clients = new ArrayList<Socket>();
 
    // 新增客戶
    public void addClient(Socket socket) {
        clients.add(socket);
    }
    // 刪除客戶
    public void removeClient(Socket socket) {
        clients.remove(socket);
    }
    // 向客戶傳送資料
    public void sendMessage(Socket socket, String data) throws IOException {
        // 給玩家傳送資料
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write(data.getBytes("UTF-8"));
    }
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                for (Socket socket : clients) {
                    // 獲取客戶端發來的資料
                    InputStream is = socket.getInputStream();
                    int len = is.available() + 1;
                    byte[] buff = new byte[len];
                    int flag = is.read(buff);
 
                    // read()返回-1,說明客戶端的socket已斷開
                    if (flag == -1) {
                        System.out.println("有客戶斷開連線~");
                        this.removeClient(socket);
                        break;
                    }
 
                    // 輸出接收到的資料
                    String read = new String(buff);
                    System.out.println("收到資料:" + read);
 
                    // 給玩家傳送資料
                    String data = "恭喜你,連線成功啦~~";
                    sendMessage(socket, data);
                }
                sleep(10);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
//


然後分別開啟伺服器和客戶端就可以看到連線成功並傳輸資料了