Vesta CE - Главная

Просмотр статьи

Работа с сокетами в .Net и C#, создание чата

Cегодня мы с Вами поговорим о программировании сокетов, с помощью платформы .Net и языка C#

Здравствуйте, сегодня мы с Вами поговорим о программировании сокетов, с помощью платформы .Net и языка C#.

Давайте разберемся, что же такое сокет?

Сокет — конечная точка связи двустороннего канала между 2 компьютерами.

Если мы соединим 2 сокета, то получим канал, через который можно передавать данные в обе стороны. Одна сторона канала называется сервером, другая — клиентом.

Для передачи/приема данных нужно открыть канал. Вконце всех операций — закрыть.

Типы сокетов

Существует 2 вида сокетов: потоковые, дейтаграммные.

Теперь о каждом по-отдельности.

Потоковый сокет — это сокет, который состоит из потока байтов, который может быть двунапрямленным (в обе стороны). Он берет на себя всю ответственность о доставке данных и исправлении ошибок.

Особенностью есть возможность передачи больших объемов данных.

Использует протокол TCP (Transmission Control Protocol), именно который обеспечивает поступление данных на другую сторону в нужной последовательности и без ошибок.

Если вам важна точность доставки данных, или их объем — потоковые сокеты будут лучшим выбором.

Дейтаграммный сокет — в отличие от потокового, имеет ограничения по размеру. Реилизирован через протокол UDP(User Datagram Protocol), который не отвечает за приход в конечную точку всех данных. Одним из плюсов — не нужно создавать соединения между 2 сторонами. Это очень важно, когда затраты времени неприпустимы.

Сокеты связываются между собой через порты.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Порт_(IP)

Вот схема сокета:

От слова к делу

Мы создадим приложение-чат, которое реализовывает обе структуры: клиент/сервер. Для начала, нам нужно написать класс со статистическими методами для работы с сокетами.

Добавьте в проект новый класс, с именем: SocketWorker.

Вот его код:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;    // Для работы с сокетами нужно подключить это пространство имен
using System.Windows.Forms;


namespace TestChat
{
    class SocketWorker
    {
        // ----------------------------------------------------------------------
        private static IPHostEntry ipHost;     // Класс  для сведений об адресе веб-узла
        private static IPAddress   ipAddr;     // Предоставляет IP-адрес
        private static IPEndPoint  ipEndPoint; // Локальная конечная точка

        private static Socket Server;  // Создаем объект сокета-сервера
        private static Socket Client;  // Создаем объект сокета-клиента
        private static Socket Handler; // Создаем объект вспомогательного сокета
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Деструктор
        ~SocketWorker()
        {
            // Вместо проверки сокетов на подключение, просто используем блок try-catch
            try
            {
                // Сразу обрываем соединения
                Server.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                // А потом закрываем сокет!
                Server.Close();

                Client.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                Client.Close();

                Handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                Handler.Close();
            }
            catch { }
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Создание сокета
        public static bool IsConnected = false;
        public static void CreateSocket(Object obj)
        { 
            Object[] TempObject = (Object[])obj;
            // IP-адрес сервера, для подключения
            string HostName = (string)TempObject[0];
            // Порт подключения
            string Port     = (string)TempObject[1];
            bool ServerApp  = (bool)TempObject[2];

            // Разрешает DNS-имя узла или IP-адрес в экземпляр IPHostEntry.
            ipHost = Dns.Resolve(HostName);
            // Получаем из списка адресов первый (адресов может быть много)
            ipAddr = ipHost.AddressList[0];
            // Создаем конечную локальную точку подключения на каком-то порту
            ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddr, int.Parse(Port));

            if (!ServerApp)
            {
                try
                {
                    // Создаем сокет на текущей машине
                    Client = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                        SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                    while (true)
                    {
                        // Пытаемся подключиться к удаленной точке
                        Client.Connect(ipEndPoint);
                        if (Client.Connected)
                            IsConnected = true;
                            break;
                    }
                }
                catch (SocketException error)
                {
                    // 10061 - порт подключения занят/закрыт
                    if (error.ErrorCode == 10061)
                    {
                        MessageBox.Show("Порт подключения закрыт!");
                        Application.Exit();
                    }
                }
            }
            else
            {
                try
                {
                    
                      // Создаем сокет сервера на текущей машине
                  Server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                        SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                }
                catch (SocketException error)
                {
                    // 10061 - порт подключения занят/закрыт
                    if (error.ErrorCode == 10061)
                    {
                        MessageBox.Show("Порт подключения закрыт!");
                        Application.Exit();
                    }
                }

                // Ждем подключений
                try
                {
                    // Связываем удаленную точку с сокетом
                    Server.Bind(ipEndPoint);
                    // Не более 10 подключения на сокет
                    Server.Listen(10);		

                    // Начинаем "прослушивать" подключения
                    while (true)
                    {
                        Handler = Server.Accept();
                        if (Handler.Connected)
                            IsConnected = true;
                            break;
                    }
                }
                catch
                {
                    throw new Exception("Проблемы с подключением");
                }
            }
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Получение данных от сервера
        public static string GetDataFromServer()
        {
            string GetInformation = "";

            // Создаем пустое «хранилище» байтов, куда будем получать информацию
            byte[] GetBytes = new byte[1024];
            int BytesRec = Client.Receive(GetBytes);
            
            // Переводим из массива битов в строку
            GetInformation += Encoding.Unicode.GetString(GetBytes, 0, BytesRec);

            return GetInformation;
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Получение информации от клиента
        public static string GetDataFromClient()
        {
            string GetInformation = "";

            byte[] GetBytes = new byte[1024];
            int BytesRec = Handler.Receive(GetBytes);

            GetInformation += Encoding.Unicode.GetString(GetBytes, 0, BytesRec);

            return GetInformation;
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Отправка информации на сервер
        public static void SendDataToServer(string Data, string Name)
        {
            // Используем unicode, чтобы не было проблем с кодировкой, при приеме информации
            byte[] SendMsg = Encoding.Unicode.GetBytes(Name + " : " + Data);
            Client.Send(SendMsg);
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
        // Отправка информации на клиент
        public static void SendDataToClient(string Data, string Name)
        {
            byte[] SendMsg = Encoding.Unicode.GetBytes(Name + " : " + Data);
            Handler.Send(SendMsg);
        }
        // ----------------------------------------------------------------------
    }
}

Вот и все, ничего тяжелого. Создаем и настраиваем удаленную локальную точку, сокет и пытаемся подключиться.

Интерфейс программы

Теперь нужно сделать интерфейс нашего чата. Он состоит из 2 окон:

Окно настроек подключения.

Сервер: ServerRadio

Клиент: ClientRadio

IP-адрес: IP-adress

Ник в чате: ChatNick

Чатиться =): StartChat

Окно чата.

Поле ввода: ChatText

Отправить: Send

История чата: ChatHistory

«Ядро» программы

Еслы бы мы писали более сложную программу, тогда нужно было бы создать 2 класса, характеризирующих сервер и клиент, или же чат, где больше возможностей. Делать это нам не нужно, поэтому создайте 1 новый класс: AppCore.cs.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace TestChat
{
    class AppCore
    {
        // Тип приложения --------------------------------------------
        public enum AppType { Server, Client }
        private AppType ApplicationType;
        public AppType ApplicationTypeProp
        {
            get { return ApplicationType;  }
            set { ApplicationType = value; }
        }
        // Ник в чате -----------------------------------------------
        private string ChatNick = "BadUser";
        public string ChatNickProp
        {
            get { return ChatNick;  }
            set { ChatNick = value; }
        }
        // ----------------------------------------------------------
    }
}

Теперь сделаем один основной класс со статистическими ф-циями, в котором запишем основные функции. Назовите его Worker. Вот код:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace TestChat
{
    class Worker
    {
        // Глобальный объект, характеризирующий персону в чате --------------------
        public static AppCore GlobalAppObject;
        // Настраивает объект выше
        public static void CreateGameObject(bool IsServer, string ChatNick)
        {
            GlobalAppObject = new AppCore();
		  // Назначаем ник
            GlobalAppObject.ChatNickProp = ChatNick;
            
            // Тип приложения
            if (IsServer)
            {
                GlobalAppObject.ApplicationTypeProp = AppCore.AppType.Server;
            }
            else
            {
                GlobalAppObject.ApplicationTypeProp = AppCore.AppType.Client;
            }
        }
	    // Ф-ция, работающая в новом потоке: получение новых сообщенй -------------
        public static void GetMessages(Object obj)
        {
            // Получаем объект истории чата (лист бокс)
            Object[] Temp = (Object[])obj;
            System.Windows.Forms.ListBox ChatListBox = 
                (System.Windows.Forms.ListBox)Temp[0];

            // В бесконечном цикле получаем сообщения
            while (true)
            {
                // Ставим паузу, чтобы на время освобождать порт для отправки сообщений
                Thread.Sleep(50); 
                if (GlobalAppObject.ApplicationTypeProp == AppCore.AppType.Server)
                {
                    try
                    {
                        // Получаем сообщение от клиента
                        string Message = SocketWorker.GetDataFromClient();
                        // Добавляем в историю + текущее время
                        ChatListBox.Items.Add(DateTime.Now.ToShortTimeString() + "  " + Message);
                        // Автопрокрутка списка
                        ChatListBox.TopIndex = ChatListBox.Items.Count - 1;
                    }
                    catch { }
                }
                else
                {
                    try
                    {
                        string Message = SocketWorker.GetDataFromServer();
                        ChatListBox.Items.Add(DateTime.Now.ToShortTimeString() + "  " + Message);
                        ChatListBox.TopIndex = ChatListBox.Items.Count - 1;
                    }
                    catch { }
                }
            }
        }
	    // -----------------------------------------------------------------------
    }
}

Окно настроек подключения

С его интерфейсом мы уже познайомились. Единственное, добавьте новый таймер на форму 300 миллисекунд, Enabled, UpdateForm. вот код формы:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace TestChat
{
    public partial class WindowSettings : Form
    {
        public WindowSettings()
        {
            InitializeComponent();
            // Назначаем потоку имя ф-ции
            WaitingForConnecting = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ParameterizedThreadStart(SocketWorker.CreateSocket));
        }

        // Указывает на тип приложения
        private static bool AppCheckedTypeServer = true;
        // Обработчик таймера
        private void UpdateForm_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            // Если подключились - закрываем окно настроек
            if (SocketWorker.IsConnected)
            {
                try
                {
                    // Пытаемся завершить поток подключений
                    WaitingForConnecting.Abort();
                }
                catch { }
                // Закрываем окно настроек
                this.Close();
            }
            if (ServerRadio.Checked)
            {
                // Блокируем поле ввода IP-адреса
                IPAdress.Enabled     = false;
                AppCheckedTypeServer = true;
            }
            else
            {
                AppCheckedTypeServer = false;
                IPAdress.Enabled     = true;
            }
        }

        private void StartChat_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // Блокируем кнопку от повторного нажатия
            StartChat.Enabled = false;

            // Настраиваем основной игровой объект
            Worker.CreateGameObject(AppCheckedTypeServer, ChatNick.Text);

            // Запускаем поток подключения
            if (AppCheckedTypeServer)
            {
                // 0.0.0.0  -для прослушки внешней сети, не используйте 127.0.0.1 или localhost!
                WaitingForConnecting.Start(new Object[] { "0.0.0.0", "12123", AppCheckedTypeServer });
            }
            else
            {
                // 12123 –порт подключения
                WaitingForConnecting.Start(new Object[] { IPAdress.Text.ToString(), "12123", AppCheckedTypeServer });
            }
        }
    }
}

Основное окно чата

Создайте Windows Form, с именем MainChat. Сразу же добавьте в MainChat.Designer код:

using System.Threading;
...
Thread WaitingForMessage;

Теперь, если хотите, установите Anchor для объектов на форме, чтобы можно было делать ресайзинг.

Вот код формы:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace TestChat
{
    public partial class MainChat : Form
    {
        public MainChat()
        {
            InitializeComponent();
            // Создаем новый поток, указываем на ф-цию получения сообщений в классе Worker
            WaitingForMessage = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ParameterizedThreadStart(Worker.GetMessages));
            // Запускаем, в параметрах передаем листбокс (история чата)
            WaitingForMessage.Start(new Object[] {ChatHistory});
        }

        // Обработчик отправки сообщения (кнопки)
        private void Send_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (Worker.GlobalAppObject.ApplicationTypeProp == AppCore.AppType.Server)
            {
                // Посылаем клиенту новое сообщение
                SocketWorker.SendDataToClient(ChatText.Text, Worker.GlobalAppObject.ChatNickProp);
            }
            else
            {
                SocketWorker.SendDataToServer(ChatText.Text, Worker.GlobalAppObject.ChatNickProp);
            }
            // Добавляем в историю свое же сообщение + ник + время написания
            ChatHistory.Items.Add(DateTime.Now.ToShortTimeString() + "  " +           Worker.GlobalAppObject.ChatNickProp + ": " + ChatText.Text.ToString());
            // Автопрокрутка истории чата
            ChatHistory.TopIndex = ChatHistory.Items.Count - 1;
            // Убираем текст из поля ввода
            ChatText.Text = "";
        }
    }
}

Теперь остается добавить последний штрих. Отредактируйте файл Program.cs

        static void Main()
        {
            Application.EnableVisualStyles();
            Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
            Application.Run(new WindowSettings());
            Application.Run(new MainChat());
        }

Здесь мы сразу запускаем окно настроек, а потом уже само окно чата.

Вот что у нас получилось:

Еще немного подкрутить, и ася отдыхает ;)

Закачать проект или исполняемый файл можете по ссылке: http://wincode.org.ua/downloads/TestChat/

Удачи.

Тысленко Максим (Ockonal)
17.11.2008

Автор: Alexander
Дата публикации: 22.11.2008
Число просмотров: 7415

Возврат