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浅学socket及iOS中的AsyncSocket框架

發(fā)布時(shí)間：2023/12/20 编程问答 41 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了浅学socket及iOS中的AsyncSocket框架小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

淺學(xué)socket及iOS中的AsyncSocket框架

Socket介紹：http://blog.csdn.net/xiaoweige207/article/details/6211577

Socket是TCP/IP協(xié)議應(yīng)用程序的變成接口，網(wǎng)絡(luò)層的“ip地址”可以唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，而傳輸層的“協(xié)議+端口”可以唯一標(biāo)識(shí)主機(jī)中的應(yīng)用程序（進(jìn)程）。這樣利用三元組（ip地址，協(xié)議，端口）就可以標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程了，網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程通信就可以利用這個(gè)標(biāo)志與其它進(jìn)程進(jìn)行交互。使用TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用程序通常采用應(yīng)用編程接口：UNIX? BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已經(jīng)被淘汰），來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程之間的通信。

我們可以這樣理解，因?yàn)閟ocket起源于Unix，而Unix和Linux基本操作模式是“打開（Open）à讀寫（Write/read）à關(guān)閉（Close）”，所以socket也可以理解為就是這種模式的一種實(shí)現(xiàn)，socket中一些函數(shù)就是對(duì)其進(jìn)行（讀/寫IO、打開和關(guān)閉）操作的。

Socket基本操作

1、socket( )函數(shù)：intsocket(int domain,int type,int protocol);

socket函數(shù)對(duì)應(yīng)于普通文件的打開操作，普通文件的打開操作返回一個(gè)文件的描述字，socket函數(shù)就用于創(chuàng)建一個(gè)socket的描述符。

參數(shù)：

int domainà即協(xié)議域，又稱為協(xié)議族（family）；

常用協(xié)議：常用的協(xié)議族有，AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或稱AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。協(xié)議族決定了socket的地址類型，在通信中必須采用對(duì)應(yīng)的地址，如AF_INET決定了要用ipv4地址（32位的）與端口號(hào)（16位的）的組合、AF_UNIX決定了要用一個(gè)絕對(duì)路徑名作為地址。

int typeà指定socket類型。

常用類型：指定socket類型。常用的socket類型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等

int protocolà指定協(xié)議。

常用協(xié)議:IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它們分別對(duì)應(yīng)TCP傳輸協(xié)議、UDP傳輸協(xié)議、STCP傳輸協(xié)議、TIPC傳輸協(xié)議。

當(dāng)我們調(diào)用socket創(chuàng)建一個(gè)socket時(shí)，返回的socket描述字放在協(xié)議簇family中，在協(xié)議簇中的描述字沒有一個(gè)具體的地址，此時(shí)就要通過blind（）函數(shù)給它賦值地址，或者調(diào)用conncet（）、listen（）讓系統(tǒng)自動(dòng)分配端口；

2、bind( )函數(shù)：int bind(intsockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen)，bind（）函數(shù)的作用就是把一個(gè)地址族中的特定地址賦給socket；

參數(shù)：

int sockfdà即scoket描述字，它通過socket（）函數(shù)創(chuàng)建，唯一標(biāo)示一個(gè)socket.

const struct sockaddr *addrà一個(gè)const struct sockaddr *指針指向要綁定給sockfd的協(xié)議地址，這個(gè)地址結(jié)構(gòu)根據(jù)地址創(chuàng)建socket是地址協(xié)議族的不同而不同

ipv4對(duì)應(yīng)的是：?

struct sockaddr_in {????

sa_family_t??? sin_family; /* address family: AF_INET*/????

in_port_t????? sin_port;?? /* port in network byte order */????

struct in_addr sin_addr;?? /* internet address */

};

?/*Internet address. */

struct in_addr {????

uint32_t?????? s_addr;???? /* address in network byte order */

};

ipv6對(duì)應(yīng)的是：?

struct sockaddr_in6 {?????

sa_family_t???? sin6_family;?? /* AF_INET6 */?????

in_port_t?????? sin6_port;???? /* port number */?????

uint32_t??????? sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information*/?????

struct in6_addr sin6_addr;???? /* IPv6 address */?????

uint32_t??????? sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4)*/?

};?

struct in6_addr {?????

unsigned char?? s6_addr[16];?? /* IPv6 address */

?};

Unix域?qū)?yīng)的是：?

#define UNIX_PATH_MAX??? 108?struct sockaddr_un {????

?sa_family_t sun_family;?????????????? /* AF_UNIX */????

?char?sun_path[UNIX_PATH_MAX];? /* pathname */? };

socklen_t addrlenà對(duì)應(yīng)的地址的長(zhǎng)度

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序與主機(jī)字節(jié)序的詳細(xì)分析：

http://blog.csdn.net/ernest201210/article/details/8690686

http://blog.csdn.net/icedmilk/article/details/5336296

http://bbs.csdn.net/topics/60375114

服務(wù)器在調(diào)用scoket（）、bind（）之后就會(huì)調(diào)用listen（）來監(jiān)聽這個(gè)socket，如果這是客戶端調(diào)用connect（）發(fā)送出請(qǐng)求連接，服務(wù)器就會(huì)接收到請(qǐng)求

3、listen( ):int listen(int sockfd , int backlog);

參數(shù)：

int sockfdà即要監(jiān)聽的socket描述字；

int backlogà相應(yīng)socket可以排隊(duì)的最大鏈接個(gè)數(shù)

4、connect( )函數(shù):intconnect(int sockfd , const struct sockaddr * addr ,socklen_t addrlen);

參數(shù)：

int sockfdà客戶端的socket描述字；

const struct sockaddr * addr à服務(wù)器的socket地址

socklen_t addrlenàsocket地址的長(zhǎng)度

當(dāng)服務(wù)器開始監(jiān)聽，客戶端發(fā)送連接請(qǐng)求后，TCP服務(wù)器監(jiān)聽到請(qǐng)求就會(huì)調(diào)用accept（）函數(shù)接收請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)連接成功。

5、accept( )函數(shù)：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen _t *addrlen);

參數(shù)：

int sockfdà服務(wù)器的socket描述字；

struct sockaddr * addrà指向struct sockaddr * 的指針，用于返回客戶端的協(xié)議地址

socklen_t * addrlenà協(xié)議地址的長(zhǎng)度

【注】1、accept的第一個(gè)描述字參數(shù)是服務(wù)器開始調(diào)用socket就生成的一個(gè)監(jiān)聽描述字，當(dāng)accept成功建立鏈接后就返回一個(gè)已鏈接的scoket描述字，當(dāng)服務(wù)器完成服務(wù)后相應(yīng)的socket描述字就會(huì)被自動(dòng)關(guān)閉。

2、服務(wù)器通常只創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽socket描述字，它在服務(wù)器的生命周期中一直存在

6、read( )、write( )等函數(shù)

網(wǎng)絡(luò)I/O操作有下面幾組：

read( )/write( )

recv( )/send( )

readv( )/writev( )

recvmsg( )/sendmsg( )(推薦使用)

recvfrom( )/sendto( )

這兩個(gè)函數(shù)都是通用的I/O函數(shù)，可以把上面的其他函數(shù)替換成這兩個(gè)函數(shù)

它們的聲明如下：

??????#include <unistd.h>

??????ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

??????ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

??????#include <sys/types.h>

??????#include <sys/socket.h>

??????ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

??????ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

??????ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,

????????????????????? const struct sockaddr*dest_addr, socklen_t addrlen);

??????ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,

??????????????????????? struct sockaddr*src_addr, socklen_t *addrlen);

??????ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);

??????ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

7、close( )函數(shù):int close(int fd);

close一個(gè)TCP socket的缺省行為時(shí)把該socket標(biāo)記為關(guān)閉，然后立刻返回到調(diào)用進(jìn)程。該描述字不能再由調(diào)用進(jìn)程使用，也就是說不能再作為read或write的第一個(gè)參數(shù)。

【注】close操作只是使用相應(yīng)scoket描述字的引用計(jì)數(shù)-1，只有當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候，才會(huì)觸發(fā)TCP客戶端向服務(wù)器發(fā)送終止連接請(qǐng)求。

【重點(diǎn)】scoket中的TCP三次握手

TCP建立連接要進(jìn)行“三次握手”，即交換三個(gè)分組，流程：

1、客戶端向服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)SYN J（例如：客戶向一個(gè)中間人發(fā)送請(qǐng)求，告訴他去蘋果手機(jī)店找老板拿一部iPhone6，客戶已經(jīng)付款，SYN J就是取貨的憑證，中間人拿著憑證去到蘋果手機(jī)店給老板看），第一次握手；

2、服務(wù)器向客戶端響應(yīng)一個(gè)SYN K，并對(duì)SYN J進(jìn)行確認(rèn)ACK J+1（手機(jī)店老板看到憑證后告訴中間人這個(gè)憑證我收到了，但是由于手機(jī)數(shù)量有限，價(jià)值較高，為了確保安全并且客戶收到的是自己訂購的那部手機(jī)，需要進(jìn)行最后確認(rèn)，手機(jī)店老板再交給中間人一個(gè)憑證，讓他帶回去給客戶確認(rèn)，此時(shí)手機(jī)店老板已經(jīng)做好準(zhǔn)備發(fā)貨給客戶），第二次握手；

3、客戶端在向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)確認(rèn)ACK K+1（客戶收到確認(rèn)憑證，經(jīng)過確認(rèn)無誤后就給老板發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信息，老板收到信息后立刻把手機(jī)發(fā)給客戶），第三次握手；

【重點(diǎn)】socket中TCP的四次揮手釋放連接詳解：

1、某個(gè)應(yīng)用進(jìn)程首先調(diào)用close主動(dòng)關(guān)閉連接，這時(shí)TCP發(fā)送一個(gè)FIN M（延續(xù)上面的例子，客戶收到手機(jī)以后，又找到那個(gè)中間人帶著一張憑證FIN M去手機(jī)店告訴老板手機(jī)已經(jīng)到貨，需要關(guān)閉交易）第一次揮手；

2、另一端接收到FIN M之后，執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉，對(duì)這個(gè)FIN進(jìn)行確認(rèn)。它的接受也作為文件結(jié)束符傳遞給應(yīng)用進(jìn)程，因?yàn)镕IN的接受意味著應(yīng)用進(jìn)程在相應(yīng)的連接上再也接收不到額外數(shù)據(jù)（老板收到FIN M的憑證，知道手機(jī)已經(jīng)到貨，將對(duì)FIN進(jìn)行確認(rèn)看客戶是否真的收到手機(jī)，是否可以關(guān)閉交易，ACK M+1），第二次揮手；

3、一段時(shí)間后，接收到文件結(jié)束符的應(yīng)用進(jìn)程調(diào)用close關(guān)閉它的socket。這導(dǎo)致它的TCP也發(fā)送一個(gè)FIN N（老板經(jīng)確認(rèn)客戶確實(shí)已經(jīng)收到手機(jī)后，主動(dòng)向執(zhí)行本次操作的應(yīng)用發(fā)送close消息，告訴中間人交易可以關(guān)閉），第三次揮手；

4、接收到這個(gè)FIN的源發(fā)送端TCP對(duì)它進(jìn)行確認(rèn)（中間人為了確保兩邊的交易順利關(guān)閉，還需要再次到客戶那里讓客戶確定一下，等到客戶確認(rèn)交易確實(shí)已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束后，中間人得任務(wù)也就完成了，本次通訊結(jié)束），第四次揮手；

通過上面的簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)可以初步了解socket的主要函數(shù)、啟動(dòng)、連接、關(guān)閉和通信流程，對(duì)于深入的研究socket網(wǎng)上還有很多博客可以提供學(xué)習(xí)，例如：http://tony98889.blog.163.com/blog/static/114618632008919195827/

http://www.cnblogs.com/Jason-Damon/archive/2013/04/18/3029385.html

http://blog.csdn.net/wuqiuming2008/article/details/6776264

AsyncSocket：

接下來要針對(duì)iOS編程中所使用到的AsyncSocket框架做基礎(chǔ)的探究。

AsyncSocket官方文檔地址：

https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket/wiki/Reference_GCDAsyncSocket#isConnected

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信，蘋果公司的標(biāo)準(zhǔn)推薦是CFNetworkC庫，但相對(duì)編程會(huì)比較繁瑣，同其他平臺(tái)一樣，蘋果也有一套socket（套接字）的開源類庫cocoa AsyncSocket用來簡(jiǎn)化CFNetwork C的操作。

官方網(wǎng)站：http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket/

框架使用方法：

1、在項(xiàng)目中引入AsyncSocket庫，下載框架源代碼，把框架源碼導(dǎo)入到項(xiàng)目中（只需要添加RunLoop目錄中的AsyncSocket.h,AsyncSocket.m, AsyncUdpSocket.h, AsyncUdpSocket.m四個(gè)文件）。

2、在項(xiàng)目中添加CFNetwork框架。

3、在UIViewController頭文件中定義AsyncSocket對(duì)象：#import”AsyncSocket.h”

{

??? UITextField??? * textField;

??? AsyncSocket * asyncSocket;

}

宏定義IP、端口號(hào)：

#defineSRV_CONNECTED 0

#defineSRV_CONNECT_SUC 1

#define SRV_CONNECT_FAIL2

#defineHOST_IP @"192.168.110.1"

#defineHOST_PORT 8080

4、在需要連接的地方使用connectToHost連接服務(wù)器：

??asyncSocket = [[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];

initWithDelegate的參數(shù)必須是self，這個(gè)對(duì)象指針中的各個(gè)socket相應(yīng)都被AsyncSocket相應(yīng)。

判斷服務(wù)器接口IP和端口號(hào)：（寫在viewDidLoad里面）

if(![asyncSocketconnectToHost:@"127.0.0.1" onPort:8888 error:&err])?

?//[_asyncSocket connectToHost:hostonPort:nPort error:&error];?

[_asyncSocketconnectToHost:host onPort:nPort withTimeout:2 error:&error];? （建議使用）

???????NSLog(@"Error: %@", err);?

}

（IP和端口號(hào)寫在宏定義里，這里做一個(gè)超時(shí)響應(yīng)，連接服務(wù)器有一個(gè)超時(shí)可以設(shè)置，超時(shí)后調(diào)用）

5、增加socket相應(yīng)事件，delegate會(huì)把當(dāng)前對(duì)象傳遞過去，只要在當(dāng)前對(duì)象實(shí)現(xiàn)相應(yīng)方法即可；

（1）建立連接：

-(void)onSocket:(AsyncSocket*)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port?

??? NSLog(@"onScoket:%p ?did ?connecte ?to ?host:%@ ?on port:%d",sock,host,port);?

??? [sock readDataWithTimeout:1 tag:0];?

}

（2）讀取數(shù)據(jù)?

-(void)onSocket:(AsyncSocket*)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag?

??? NSString *aStr=[[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];?

??? NSLog(@"aStr==%@",aStr);?

??? [aStr release];?

??? NSData *aData=[@"Hi there"dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];?

??? [sock writeData:aData withTimeout:-1tag:1];?

??? [sock readDataWithTimeout:1 tag:0];?

（3）是否加密?

-(void)onSocketDidSecure:(AsyncSocket*)sock?

??? NSLog(@"onSocket:%p did go a secureline:YES",sock);?

（4）遇到錯(cuò)誤時(shí)關(guān)閉連接?

-(void)onSocket:(AsyncSocket*)sock willDisconnectWithError:(NSError *)err?

??? NSLog(@"onSocket:%p will disconnectwith error:%@",sock,err);?

（5）斷開連接?

-(void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket*)sock?

???NSLog(@"onSocketDidDisconnect:%p",sock);?

6、關(guān)于NSData對(duì)象

socket無論收發(fā)數(shù)據(jù)都使用NSData對(duì)象，NSData帶一個(gè)id類型的data，指向數(shù)據(jù)的空間和長(zhǎng)度（length）；

NSString和NSData對(duì)象的相互轉(zhuǎn)換：

NSString à NSData

NSData * xmlData=[@”testdata”dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

NSDataàNSString

NSData *data；

NSString*str=[[NSString alloc]initWithData:dataencoding:NSUTF8StringEncoding];

7、發(fā)送數(shù)據(jù)

調(diào)用AsyncSocket的 writeData方法來發(fā)送數(shù)據(jù)：??

-(void)writeData:(NSData *)data withTimeout:(NSTimeInterval)timeouttag:(long)tag;

Timeout一般設(shè)置-1，tag值要保證服務(wù)器和客戶端一致；

數(shù)據(jù)發(fā)送出去以后必然有專門的方法來處理發(fā)出的數(shù)據(jù)，這個(gè)方法就是：

-(void)onSocket(AsyncSocket*)sock didWriteDataWithTag:(long)tag

socket發(fā)送數(shù)據(jù)是以棧的形式存放，所有數(shù)據(jù)放在一個(gè)棧中，存取時(shí)會(huì)出現(xiàn)粘包的現(xiàn)象，所以很多時(shí)候服務(wù)器在收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)是以先發(fā)送內(nèi)容字節(jié)長(zhǎng)度，再發(fā)送內(nèi)容的形式，得到數(shù)據(jù)時(shí)也是先得到一個(gè)長(zhǎng)度，再根據(jù)這個(gè)長(zhǎng)度在棧中讀取這個(gè)長(zhǎng)度的字節(jié)流，如果是這種情況，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)只需在發(fā)送內(nèi)容前發(fā)送一個(gè)長(zhǎng)度，發(fā)送方法與發(fā)送內(nèi)容一樣。

8、接收socket數(shù)據(jù)

socket數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，如果成功得到數(shù)據(jù)，就會(huì)調(diào)用方法接收數(shù)據(jù)：

-(void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag

【注】收發(fā)數(shù)據(jù)中必須注意是添加 [sock readDataWithTimeout:-1 tag:0];否則接收不到數(shù)據(jù)，并且這個(gè)函數(shù)在數(shù)據(jù)返回就必須調(diào)用一次。

9、socket的斷開連接與重連

首先我們需要了解的就是連接斷開的集中情況，在平時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候最容易出現(xiàn)的就是服務(wù)器斷開連接、用戶主動(dòng)斷開（即退出應(yīng)用程序）和不同IP同時(shí)登陸同一個(gè)賬號(hào)被迫掉線，在Demo中我們可以聲明一個(gè)枚舉類來標(biāo)注socket的斷開方式：enum{

??? SocketOfflineByServer,// 服務(wù)器掉線，默認(rèn)為0

??? SocketOfflineByUser,? // 用戶主動(dòng)cut

};

聲明一個(gè)斷開連接的方法：-(void)cutOffSocket;

在實(shí)現(xiàn)斷開連接方法的時(shí)候聲明是由用戶主動(dòng)斷開連接的，這樣在socket斷開的時(shí)候就知道是服務(wù)器出了問題還是用戶退出了連接。

類似QQ這類軟件會(huì)存在一個(gè)斷線重連的方法，如果是服務(wù)器端強(qiáng)制退出了連接，就需要立刻重連保證用戶正常在線，如果是用戶在客戶端正常退出，就不進(jìn)行操作。這就需要實(shí)現(xiàn)如下方法：

-(void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket*)sock

{

??? NSLog(@"sorry the connect is failure%ld",sock.userData);

??? if (sock.userData == SocketOfflineByServer){

??????? // 服務(wù)器掉線，重連

??????? [self socketConnectHost];

??? }

??? else if (sock.userData ==SocketOfflineByUser) {

??????? // 如果由用戶斷開，不進(jìn)行重連

??????? return;

??? }

}

socket深層次的東西還有好多有待研究，我也沒有加入具體的Demo實(shí)現(xiàn)，只是在瀏覽了別人的博客的基礎(chǔ)上對(duì)一些上層的東西做一下歸納收錄以備后用，底層的框架還需要在以后的工作中慢慢挖掘，如果大家有更加準(zhǔn)確有深度的socket知識(shí)還望能夠一起共享一下。

我的博客地址： http://blog.csdn.net/qadq211314

文檔參考：http://my.oschina.net/amoyai/blog/91694

http://my.oschina.net/u/937568/blog/127082

http://blog.csdn.net/zltianhen/article/details/6560322

http://blog.csdn.net/jeepxiaozi/article/details/9154925

http://my.oschina.net/joanfen/blog/287238

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅学socket及iOS中的AsyncSocket框架的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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