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C#使用Socket实现局域网聊天

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C#使用Socket实现局域网聊天攻略

简介

本攻略将介绍如何使用C#中的Socket类实现基于局域网的聊天功能。在该聊天室中，客户端和服务器端都需要使用Socket类来完成通信功能。在进入具体实现前，需要先说明一些基础概念和准备工作。

基础概念

  • Socket：Socket是实现网络通信的底层操作。它是位于传输层的，用于实现网络应用程序之间的双向通信。

  • IP地址：计算机在网络中的位置。IP地址由32位二进制数组成，通常用点分十进制表示。

  • 端口：是网络通信时用来识别服务的数字，通常是16位的整数。端口有两个范围：从0到1023的端口是系统用的，应用程序一般不能使用；从1024到65535的端口是留给应用程序使用。

准备工作

在开始实现聊天功能前，需要先准备好Visual Studio开发环境，选择合适的.NET框架（推荐使用.NET Framework 4.0及以上）以及安装Common.Logging库，方便后面的日志输出。

实现

服务端

在服务端，我们需要做如下操作：

  1. 创建一个Socket对象，指定地址族(AF_INET)和套接字类型(SOCK_STREAM)，并绑定到本地IP地址和端口号上。
private static void StartServer()
{
    try
    {
        IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 1234);
        Socket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                                     SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

        listener.Bind(localEndPoint);
        listener.Listen(10);
        Console.WriteLine("Waiting for client...");

        while (true)
        {
            Socket handler = listener.Accept();
            ReceiveMessage(handler);
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.ToString());
    }
}

  1. 监听端口，接受客户端连接请求。

  2. 收到客户端发送的消息后，解析消息并进行回复。

private static void ReceiveMessage(Socket handler)
{
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int bytesRec = handler.Receive(bytes);
    string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

    Console.WriteLine("Received message: {0}", data);

    byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes("Server received message");
    handler.Send(msg);

    handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);
    handler.Close();
}

以上为服务端的主要代码实现。其中，ReceiveMessage会解析客户端发送的消息并进行回复。

客户端

在客户端，我们需要做如下操作：

  1. 创建一个Socket对象，指定地址族(AF_INET)和套接字类型(SOCK_STREAM)，并连接到服务端的IP地址和端口号上。
private static void StartClient()
{
    try
    {
        IPHostEntry ipHostInfo = Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName());
        IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0];
        IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(ipAddress, 1234);

        Socket sender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                                   SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

        sender.Connect(remoteEP);
        Console.WriteLine("Connected to server...");

        SendMessage(sender);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.ToString());
    }
}
  1. 向服务端发送消息，并接收服务端的回复。
private static void SendMessage(Socket sender)
{
    byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes("Client sending message");
    sender.Send(msg);

    byte[] bytes = new byte[1024];
    int bytesRec = sender.Receive(bytes);
    string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

    Console.WriteLine("Server reply: {0}", data);

    sender.Shutdown(SocketShutdown.Both);
    sender.Close();
}

以上为客户端的主要代码实现。SendMessage会向服务端发送消息，并接收服务端的回复。

示例1

在示例1中，我们将开启一个控制台程序作为服务端，然后开启一个或多个客户端。在控制台中输入消息，并在客户端之间进行消息的传递。示例代码如下：

服务端

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            StartServer();
        }

        private static void StartServer()
        {
            try
            {
                IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 1234);
                Socket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                                             SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

                listener.Bind(localEndPoint);
                listener.Listen(10);
                Console.WriteLine("Waiting for client...");

                while (true)
                {
                    Socket handler = listener.Accept();
                    ReceiveMessage(handler);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.ToString());
            }
        }

        private static void ReceiveMessage(Socket handler)
        {
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int bytesRec = handler.Receive(bytes);
            string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

            Console.WriteLine("Received message: {0}", data);

            byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes("Server received message");
            handler.Send(msg);

            handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            handler.Close();
        }
    }
}

客户端

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            StartClient();
        }

        private static void StartClient()
        {
            try
            {
                IPHostEntry ipHostInfo = Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName());
                IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0];
                IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(ipAddress, 1234);

                Socket sender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                                           SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

                sender.Connect(remoteEP);
                Console.WriteLine("Connected to server...");

                SendMessage(sender);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.ToString());
            }
        }

        private static void SendMessage(Socket sender)
        {
            byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes("Client sending message");
            sender.Send(msg);

            byte[] bytes = new byte[1024];
            int bytesRec = sender.Receive(bytes);
            string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

            Console.WriteLine("Server reply: {0}", data);

            sender.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            sender.Close();
        }
    }
}

示例2

在示例2中，我们将基于Window Form应用程序实现聊天功能。代码如下：

服务端

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApplication
{
    public partial class ServerForm : Form
    {
        private Thread listenerThread;
        private Socket listener;
        bool done = false;

        public ServerForm()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Btn_Start_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            StartServer();
        }

        private void StartServer()
        {
            try
            {
                IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 1234);
                listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

                listener.Bind(localEndPoint);
                listener.Listen(10);

                listenerThread = new Thread(ListenThread);
                listenerThread.Start();

                listBox1.Items.Add("Waiting for connection...");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }

        private void ListenThread()
        {
            while (!done)
            {
                try
                {
                    Socket handler = listener.Accept();
                    ReceiveMessage(handler);
                }
                catch { }
            }
        }

        private void ReceiveMessage(Socket handler)
        {
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int bytesRec = handler.Receive(bytes);
            string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

            listBox1.Invoke((MethodInvoker)delegate {
                listBox1.Items.Add(data);
            });

            byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes("Message received on server: " + data);
            handler.Send(msg);

            handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            handler.Close();
        }

        private void ServerForm_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            done = true;
            listenerThread.Abort();
            listener.Close();
        }
    }
}

客户端

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApplication
{
    public partial class ClientForm : Form
    {
        private Socket client;

        public ClientForm()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Btn_Connect_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(txt_IP.Text), 1234);

            try
            {
                client = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                client.Connect(remoteEP);
                MessageBox.Show("Connected to server...");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }

        private void Btn_Send_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (client != null && client.Connected)
            {
                byte[] msg = Encoding.ASCII.GetBytes(txt_Message.Text);
                client.Send(msg);

                byte[] bytes = new byte[1024];
                int bytesRec = client.Receive(bytes);
                string data = Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec);

                MessageBox.Show(data);
            }
            else
            {
                MessageBox.Show("Not connected to server...");
            }

            txt_Message.Clear();
        }

        private void ClientForm_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (client != null && client.Connected)
            {
                client.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                client.Close();
            }
        }
    }
}

以上为基于Windows Form应用程序的聊天应用程序实现示例。其中，服务端代码基本与控制台程序相同，只是添加了对界面控件的调用。客户端的实现相对简单，只需完成连接和发送消息的操作。

总结

本攻略介绍了如何使用C#中的Socket类实现基于局域网的聊天功能。通过示例程序的使用，可以加深对Socket通信的理解，并掌握相关编程技能。

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