iOS socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)例詳解
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相關(guān)概念
socket是一個(gè)針對(duì)TCP和UDP編程的接口,你可以借助它建立TCP連接等。socket是對(duì)TCP/IP協(xié)議的封裝,Socket本身并不是協(xié)議,而是一個(gè)調(diào)用接口(API),通過(guò)Socket,我們才能使用TCP/IP協(xié)議。Socket的出現(xiàn)只是使得程序員更方便地使用TCP/IP協(xié)議棧而已,是對(duì)TCP/IP協(xié)議的抽象,從而形成了我們知道的一些最基本的函數(shù)接口。
socket連接:socket連接就是所謂的長(zhǎng)連接,理論上客戶(hù)端和服務(wù)器端一旦建立起連接將不會(huì)主動(dòng)斷掉;但是由于各種環(huán)境因素可能會(huì)是連接斷開(kāi),比如說(shuō):服務(wù)器端或客戶(hù)端主機(jī)down了,網(wǎng)絡(luò)故障,或者兩者之間長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸,網(wǎng)絡(luò)防火墻可能會(huì)斷開(kāi)該連接以釋放網(wǎng)絡(luò)資源。所以當(dāng)一個(gè)socket連接中沒(méi)有數(shù)據(jù)的傳輸,那么為了維持連接需要發(fā)送心跳消息~~具體心跳消息格式是開(kāi)發(fā)者自己定義的。
TCP連接的三次握手:
第一次握手:客戶(hù)端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn);
第二次握手:服務(wù)器收到syn包,必須確認(rèn)客戶(hù)的SYN(ack=j+1),同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);
第三次握手:客戶(hù)端收到服務(wù)器的SYN+ACK包,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1),此包發(fā)送完畢,客戶(hù)端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手。
握手過(guò)程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù),三次握手完畢后,客戶(hù)端與服務(wù)器才正式開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動(dòng)關(guān)閉連接之前,TCP 連接都將被一直保持下去。斷開(kāi)連接時(shí)服務(wù)器和客戶(hù)端均可以主動(dòng)發(fā)起斷開(kāi)TCP連接的請(qǐng)求,斷開(kāi)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)“四次握手”。
socket建立網(wǎng)絡(luò)連接的步驟
建立Socket連接至少需要一對(duì)套接字,其中一個(gè)運(yùn)行于客戶(hù)端,稱(chēng)為ClientSocket ,另一個(gè)運(yùn)行于服務(wù)器端,稱(chēng)為ServerSocket 。
套接字之間的連接過(guò)程分為三個(gè)步驟:服務(wù)器監(jiān)聽(tīng),客戶(hù)端請(qǐng)求,連接確認(rèn)。
1。服務(wù)器監(jiān)聽(tīng):服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶(hù)端套接字,而是處于等待連接的狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),等待客戶(hù)端的連接請(qǐng)求。
2。客戶(hù)端請(qǐng)求:指客戶(hù)端的套接字提出連接請(qǐng)求,要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此,客戶(hù)端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字,指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號(hào),然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請(qǐng)求。
3。連接確認(rèn):當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽(tīng)到或者說(shuō)接收到客戶(hù)端套接字的連接請(qǐng)求時(shí),就響應(yīng)客戶(hù)端套接字的請(qǐng)求,建立一個(gè)新的線程,把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶(hù)端,一旦客戶(hù)端確認(rèn)了此描述,雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài),繼續(xù)接收其他客戶(hù)端套接字的連接請(qǐng)求。
BSD socket
BSD socket:完全由c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),并且可以在Objective-C代碼中使用。
優(yōu)點(diǎn):不同平臺(tái)中易于移植
缺點(diǎn):
無(wú)法訪問(wèn)操作系統(tǒng)內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)特性(比如系統(tǒng)范圍的VPN)。
更糟糕的是初始化socket連接并不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)設(shè)備的Wi-Fi或是蜂窩網(wǎng)絡(luò),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)智能的關(guān)閉以節(jié)省電池電量,任何通信連接都會(huì)失敗,除非其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程激活了無(wú)線網(wǎng)。
CFNetwork對(duì)BSD Socket的分裝可以激活設(shè)備的無(wú)線網(wǎng),所以幾乎所有場(chǎng)景都建議使用CFNetwork而不是BSD Socket.
最常用的API:
1.int socket(int, int, int):創(chuàng)建并初始化新的socket,如果成功放回一個(gè)文件描述符,如果失敗返回0。
2.int bind(int, const struct sockaddr *, socklen_t):為指定的地址與端口號(hào)分配socket。
3.int listen(int, int) __DARWIN_ALIAS(listen):用于服務(wù)端監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端
4.int accept(int, struct sockaddr * __restrict, socklen_t * __restrict):接受連接請(qǐng)求,將客戶(hù)端地址存儲(chǔ)到clientAddress中。
5.int connect(int, const struct sockaddr *, socklen_t):連接到指定的服務(wù)器。
6.ssize_t send(int, const void *, size_t, int):在socket上最多發(fā)送XX數(shù)據(jù)。
7.ssize_t recv(int, void *, size_t, int):在socket上最多讀取XX數(shù)據(jù)。
……
服務(wù)端邏輯:如果接收到客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)”1”,那么回復(fù)”你猜!”;客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)”2”,那么回復(fù)”謝謝!”;客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)”3”,那么回復(fù)”對(duì)不起!”;客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)”4”,那么回復(fù)”好的!”;客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)其他的內(nèi)容,那么一半概率原樣回復(fù),一半概率回復(fù)”不知道你在說(shuō)什么!”。

創(chuàng)建服務(wù)端:
1.創(chuàng)建socket
struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in);
server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET互聯(lián)網(wǎng)地址簇
server_addr.sin_port = htons(port);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(address);
bzero(&server_addr.sin_zero, 8);
//創(chuàng)建socket
int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//SOCK_STREAM 有鏈接
if (server_socket == -1) {
perror("socket error!");
return 1;
}
2.綁定socket:將創(chuàng)建的socket綁定到本地的IP地址和端口,此socket是半相關(guān)的,只是負(fù)責(zé)偵聽(tīng)客戶(hù)端的連接請(qǐng)求,并不能用于和客戶(hù)端通信
int bind_result = bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
if (bind_result == -1) {
perror("bind error!");
return 1;
}
3.listen偵聽(tīng)
if (listen(server_socket, 5)) {
perror("listen error!");
return 1;
}
4.接受客戶(hù)端連接
int client_socket;
socklen_t address_len;
struct sockaddr_in client_address;
for (; ; ) {
address_len = sizeof(client_address);
client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_address, &address_len);
//1.使用多線程
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//這個(gè)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作
str_echo(client_socket);
});
}
5.接收和發(fā)送數(shù)據(jù)
char buf[1024];
while (1) {
bzero(buf, 1024);
long byte_num = recv(socket, buf, 1024, 0);
if (byte_num < 0) {
return;
}
buf[byte_num] = '\0';
printf("client said:%s\n", buf);
char *result;
NSString *str = [NSString stringWithCString:buf encoding:NSUTF8StringEncoding];
if ([str isEqualToString:@"1"]) {
result = "你猜!";
}
else if ([str isEqualToString:@"2"])
{
result = "謝謝!";
}
else if ([str isEqualToString:@"3"])
{
result = "對(duì)不起!";
}
else if ([str isEqualToString:@"4"])
{
result = "好的!";
}
else
{
if (arc4random()%2 == 0) {
result = "不知道你在說(shuō)什么!";
}
else
{
result = buf;
}
}
send(socket, result, 1024, 0);
}
創(chuàng)建客戶(hù)端:
struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in);
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(11332);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
bzero(&(server_addr.sin_zero), 8);
int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (server_socket == -1) {
perror("socket error");
return 1;
}
char receive_msg[1024];
char reply_msg[1024];
if (connect(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)) == 0) {
//connect 成功之后,其實(shí)系統(tǒng)將你創(chuàng)建的socket綁定到一個(gè)系統(tǒng)分配的端口上,且其為全相關(guān),包含服務(wù)器端的信息,可以用來(lái)和服務(wù)器端進(jìn)行通信。
while (1) {
bzero(reply_msg, 1024);
printf("replay:");
scanf("%s", reply_msg);
if (send(server_socket, reply_msg, 1024, 0) == -1) {
perror("send error!");
return 1;
}
bzero(receive_msg, 1024);
long byte_num = recv(server_socket, receive_msg, 1024, 0);
receive_msg[byte_num] = '\0';
printf("server said:%s\n", receive_msg);
}
}
return 0;
NSStream 讀寫(xiě)文件
Cocoa Streams包含三個(gè)相關(guān)的類(lèi): NSStream、NSInputStream 和NSOutputStream。
NSStream:是個(gè)抽象類(lèi),定義了一些基本屬性和方法;
NSInputStream:是NSStream的子類(lèi),可通過(guò)它從NSData、File和socket中讀取數(shù)據(jù)流;
NSOutputStream:也是NSStream的子類(lèi),可通過(guò)它將數(shù)據(jù)流寫(xiě)入NSData、File和socket。
還可以給stream對(duì)象設(shè)置Delegate(NSStreamDelegate),如果沒(méi)有精確了給stream指定Delegate,那么默認(rèn)將Delegate設(shè)置為其自己。
NSStreamDelegate只有一個(gè)方法
(void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode
NSStreamEventNone :改默認(rèn)值不代表任何事件
NSStreamEventOpenCompleted :socket被成功打開(kāi)
NSStreamEventHasBytesAvailable :有可以讀取的字節(jié)
NSStreamEventHasSpaceAvailable :緩存中可以寫(xiě)入字節(jié)
NSStreamEventErrorOccurred :操作出現(xiàn)錯(cuò)誤CFReadStreamCopyError()和CFWriteStreamCopyError()會(huì)提供更多錯(cuò)誤細(xì)節(jié)
NSStreamEventEndEncountered :socket達(dá)到字節(jié)流的末尾
通過(guò)NSStream對(duì)象讀數(shù)據(jù),可以分為如下步驟完成:
a) 從數(shù)據(jù)源創(chuàng)建和初始化一個(gè)NSStream對(duì)象;
b) 配置run loop,并打開(kāi)stream對(duì)象;
c) 響應(yīng)NSInputStream事件(NSStreamDelegate);
d) 關(guān)閉NSInputStream對(duì)象。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSString *documentStr = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];
NSString *dataPath = [documentStr stringByAppendingPathComponent:@"data.txt"];
NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager];
if ([manager fileExistsAtPath:dataPath]) {
self.read = YES;
NSLog(@"string:%@", [NSString stringWithContentsOfFile:dataPath encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil]);
NSInputStream *inStream = [[NSInputStream alloc] initWithFileAtPath:dataPath];
[inStream setDelegate:self];
[inStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[inStream open];
}
else
{
if ([manager createFileAtPath:dataPath contents:nil attributes:nil]) {
self.read = NO;
NSOutputStream *outStream = [[NSOutputStream alloc] initToFileAtPath:dataPath append:YES];
[outStream setDelegate:self];
[outStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[outStream open];
}
else
{
NSLog(@"文件創(chuàng)建失?。?);
}
}
}
#pragma mark - <NSStreamDelegate>代理方法
- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode
{
if (self.read) {
NSInputStream *inStream = (NSInputStream *)aStream;
switch (eventCode) {
case NSStreamEventHasBytesAvailable:
{
uint8_t data[1024];
[inStream read:data maxLength:1024];
printf("%s", data);
[inStream close];
[inStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
inStream = nil;
}
break;
case NSStreamEventEndEncountered:
{
[inStream close];
[inStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
inStream = nil;
}
break;
default:
break;
}
}
else{
NSOutputStream *outStream = (NSOutputStream *)aStream;
switch (eventCode) {
case NSStreamEventHasSpaceAvailable:
{
uint8_t data[] = "{name:'張三', age:10}";
[outStream write:data maxLength:strlen((char *)data)];
[outStream close];
[outStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
outStream = nil;
}
break;
case NSStreamEventEndEncountered:
{
[outStream close];
[outStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
outStream = nil;
}
break;
default:
break;
}
}
}
NSStream Socket
NSStream類(lèi)不支持在IOS平臺(tái)上創(chuàng)建socket連接,而CFStream支持在IOS平臺(tái)的socket行為。所以若知道遠(yuǎn)程主機(jī)的DNS或者是IP地址,可以使用CFStreamCreatePairWithSocketToHost函數(shù)來(lái)創(chuàng)建socket連接,通過(guò)該函數(shù)創(chuàng)建了CFStream類(lèi)型為全雙工的socket連接,接著可以利用toll-free bridge,將CFStream對(duì)象轉(zhuǎn)換為NSStream對(duì)象。
通過(guò)NSStream對(duì)象進(jìn)行Socket通信,與通過(guò)NSStream進(jìn)行IO操作的步驟基本一樣:
a) 創(chuàng)建NSStream對(duì)象,通過(guò)CFStreamCreatePairWithSocketToHost函數(shù)創(chuàng)建CFReadStreamRef 和CFWriteStreamRef 對(duì)象;繼而將兩者轉(zhuǎn)換為NSInputStream 和NSOutputStream 對(duì)象;
b) 配置run loop,并打開(kāi)NSInputStream 和NSOutputStream對(duì)象;
c) 響應(yīng)事件,在Delegate中響應(yīng)不同的信號(hào);
d) 關(guān)閉NSStream對(duì)象。
服務(wù)端:服務(wù)端依然使用上面例子的服務(wù)端
客戶(hù)端的實(shí)現(xiàn):點(diǎn)擊1~5這五個(gè)按鈕,分別從服務(wù)端返回不同的數(shù)據(jù),進(jìn)而展示出來(lái)。

由于實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單,就不加闡述說(shuō)明了,實(shí)現(xiàn)代碼如下:
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self startSocket:@"127.0.0.1" andPort:11332];
}
- (void)startSocket:(NSString *)address andPort:(int)port
{
CFReadStreamRef readRef;
CFWriteStreamRef writeRef;
CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)address, port, &readRef, &writeRef);
NSInputStream *inputStream = (__bridge NSInputStream *)readRef;
NSOutputStream *outputStream = (__bridge NSOutputStream *)writeRef;
inputStream.delegate = self;
outputStream.delegate = self;
[inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[inputStream open];
[outputStream open];
self.outputStream = outputStream;
}
- (IBAction)sendMsg:(UIButton *)sender {
if (sender.currentTitle > 0) {
const char *output = sender.currentTitle.UTF8String;
[self.outputStream write:(const uint8_t *)output maxLength:strlen(output)];
}
}
- (void)showMessage:(NSString *)msg
{
if (!self.msgLabel) {
UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:14];
UIColor *color = [UIColor blackColor];
UIColor *backColor = [UIColor colorWithRed:0 green:0 blue:0 alpha:0.2];
UILabel *label = [[UILabel alloc] init];
label.textColor = color;
label.font = font;
label.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
label.backgroundColor = backColor;
self.msgLabel = label;
}
CGFloat screenW = [UIScreen mainScreen].bounds.size.width;
CGFloat screenH = [UIScreen mainScreen].bounds.size.height;
CGFloat W = screenW - 16;
CGSize size = [msg boundingRectWithSize:CGSizeMake(W, CGFLOAT_MAX) options:NSStringDrawingUsesLineFragmentOrigin attributes:@{NSFontAttributeName:self.msgLabel.font} context:nil].size;
W = size.width;
CGFloat H = size.height;
CGFloat X = (screenW - W)/2;
CGFloat Y = (screenH - H)/2;
self.msgLabel.frame = CGRectMake(X, Y, W, H);
self.msgLabel.text = msg;
[self.view addSubview:self.msgLabel];
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[self.msgLabel removeFromSuperview];
});
}
#pragma mark - <NSStreamDelegate>代理方法
- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode
{
switch (eventCode) {
case NSStreamEventNone:
break;
case NSStreamEventOpenCompleted:
break;
case NSStreamEventHasBytesAvailable:
{
uint8_t buf[1024];
NSInteger len = 0;
NSInputStream *inputStream = (NSInputStream *)aStream;
len = [inputStream read:buf maxLength:1024];
if (len) {
[self showMessage:[NSString stringWithCString:(const char *)buf encoding:NSUTF8StringEncoding]];
}
break;
}
case NSStreamEventHasSpaceAvailable:
break;
case NSStreamEventErrorOccurred:
{
[aStream close];
break;
}
case NSStreamEventEndEncountered:
{
[aStream close];
[aStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
aStream = nil;
break;
}
default:
break;
}
以上所述是小編給大家介紹的iOS socket網(wǎng)絡(luò)編程,希望對(duì)大家有所幫助,如果大家有任何疑問(wèn)歡迎給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大的!
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