【转】TCP/UDP简易通信框架源码,支持轻松管理多个TCP服务端(客户端)、UDP客户端

摘要:
TCP/UDP简易通信框架源码,支持轻松管理多个TCP服务端(客户端)、UDP客户端目录说明TCP/UDP通信主要结构管理多个Socket的解决方案框架中TCP部分的使用框架中UDP部分的使用框架源码结构补充说明源码地址说明之前有好几篇博客在讲TCP/UDP通信方面的内容,也有做过一些Demo。TCP/UDP通信主要结构TCP服务端一个TCP服务端主要包含两个结构:一个是Socket侦听循环,一个便是数据接收循环。4)消息处理TCP客户端消息处理这块参见TCP服务端。

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目录

说明

之前有好几篇博客在讲TCP/UDP通信方面的内容,也有做过一些Demo(包括整理出来的、可供学习使用的简单通信框架)。具体可以参见以下博客:

http://www.cnblogs.com/xiaozhi_5638/p/4244797.html(清晰易懂TCP通信原理解析)

http://www.cnblogs.com/xiaozhi_5638/p/3290283.html(基于泵的TCP通信过程建立)

http://www.cnblogs.com/xiaozhi_5638/p/3169641.html(基于泵的UDP通信过程建立)

http://www.cnblogs.com/xiaozhi_5638/p/4528551.html(泵结构在系统中的作用)

可以看出,很多博客一直在强调“泵”(循环结构)在各个场合中的作用,若有不清楚泵结构的朋友,可以参见这篇博客“代码中的泵”。今天这次博客的重点并不是讲泵结构在通信过程中的应用,而是讲如何在同一进程中轻松快捷地创建多个TCP服务端(绑定多个Port)、多个TCP客户端(随意连接指定服务端)、多个UDP客户端(绑定多个Port),同时能够进行统一管理、访问。

在TCP通信开发过程中,经常会出现一个程序需要监听多个Port,或者一个程序需要连接多个TCP服务器(本人实际项目中遇到过),那么如何统一、方便管理创建的多个Socket呢?

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如上图左边所示,一个程序需要同时访问两个Server,那么它至少要同时保持两个Socket连接。同理,一个服务程序很可能同时监听多个Port,需要管理多个侦听Socket。在UDP通信系统中(上图右边),一个程序也可能需要监听多个Port,同时接收多个Port上的数据。那么本文提供了一套可以轻松管理这些多个Socket的方案。

TCP/UDP通信主要结构

TCP服务端

一个TCP服务端主要包含两个结构:一个是Socket侦听循环(Socket侦听泵),一个便是数据接收循环(数据接收泵)。前者主要负责处理Socket连入请求,后者负责接收对应客户端发来的数据。下图显示的是一个TCP服务端包含的主要构造:

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TCP客户端

一个TCP客户端主要包含一个结构:数据接收循环(数据接收泵)。客户端Socket连入服务器成功后,便需要开启数据接收循环,用于接收服务端发来的数据。下图显示的是一个TCP客户端包含的主要构造:

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UDP客户端

一个UDP客户端主要包含一个结构:数据接收循环(数据接收泵)。客户端绑定本地Port成功后,便需要开启数据接收循环,用于接收来自绑定端口的数据。下图显示的是一个UDP客户端包含的主要构造:

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注:

虽然UDP通信中的每个终端都是平等的(不存在主动连入和被动连入),但还是习惯上称每个终端为Client。虽然它包含的主要结构和TCP客户端类似(都只有一个数据接收循环),但是在TCP中,客户端Socket需要提前Connect到服务器,而通常情况下,UDP需要提前绑定本地端口。

管理多个Socket的解决方案

这里说到的Socket,在TCP服务端中指的是侦听Socket,在TCP客户端中指的是与服务端建立连接的Socket,而在UDP客户端中指的是绑定本地端口的Socket。这些Socket都可以存在多个,TCP服务端中可以有多个Socket侦听不同的Port,TCP客户端可以有多个Socket与不同的服务端建立连接,而UDP客户端中则可以有多个Socket绑定不同的端口。那么如何管理多个Socket呢?

答案其实很简单,可以将它们放进一个容器,统一通过容器管理、访问。那么怎样区分不同的Socket呢?我们可以给每个Socket加一个唯一标示(ID)。之后每次访问,均通过ID区分,只要给定ID,其余的操作均相同。这样一来,TCP服务端、TCP客户端以及UDP客户端的构造可以变成:

多个TCPServer:

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多个TCPClient

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多个UDPClient

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每次访问,比如TCP服务端开启侦听、注册事件以及主动调用发送数据的API时,均可以通过容器代理进行操作,只需要给出指定的ID进行区分即可。

框架中TCP部分的用法

TCP服务端

框架公开了TCPServerManager、TCPEndPoint两个类型,前者主要负责代理操作的功能,所有对服务端的操作均通过它来完成;后者对应每个连接进来的客户端。

1)创建服务器

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之后便可以使用manager操作创建好的服务器。注意如果这里已经存在ID为RegisterServer的服务器的话,manager就指代已经创建好的服务器。我们还可以创建第二服务器:

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以上,只要给定的ID不同即可。

2)启动服务器

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3)注册事件

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以上分别注册客户端连接、断开以及发送消息的事件,之后便可以在事件处理方法中处理消息。

4)消息处理

当客户端发送消息时,系统会激发TCPMessageReceived事件,我们在事件处理程序中可以解析、处理消息:

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在消息处理这块,框架简单地定义了一个“协议”:消息类型+消息正文。如果你觉得不够,完全可以在args.Data中再定义自己的协议。客户端上线、下线处理方式类似。这里不再赘述。

TCP客户端

框架公开了TCPClientManager类型,它主要负责代理操作的功能,所有对客户端的操作均通过它来完成。

1)创建客户端

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以上创建了一个TCP客户端。如果给定的ID已存在,那么manager指代已经存在的客户端。同理,我们可以创建第二个客户端:

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以上,只要给定的ID不同即可。

2)连接服务器

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3)注册事件

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以上注册消息事件,当收到服务端消息时会激发TCPMessageReceived事件。

4)消息处理

TCP客户端消息处理这块参见TCP服务端。原理类似。

框架中UDP部分的用法

UDP客户端

框架公开了UDPClientManager类型,主要负责代理操作的功能,对UDP客户端的所有操作均由它来完成。

1)创建客户端

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以上创建了一个UDP客户端。如果给定的ID已存在,那么manager指代的是已经存在的UDP客户端。同理,我们可以创建第二个UDP客户端:

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以上,只要给定的ID不存在即可。

2)监听端口

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以上创建了两个不同的UDP客户端,分别监听不同的Port,接收不同的数据。

3)注册事件

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以上注册了消息事件,当端口上有数据收到时会激发UDPMessageReceived事件。

4)消息处理

当UDP客户但收到消息时,系统会激发UDPMessageReceived事件,我们可以在事件处理程序中解析、处理消息:

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注意UDP这块处理消息有一点与TCP不同,args参数中是以RemoteIP和RemotePort来表明消息发送方的信息,而TCP处理消息时,args参数中以TCPEndPoint来代表消息发送方的信息,后者包含的信息更全(不只有RemoteIP和RemotePort,具体参见源码)。

在消息处理这块,框架简单地定义了一个“协议”:消息类型+消息正文。如果你觉得不够,完全可以在args.Data中再定义自己的协议。

框架源码结构

.NET4.0 VS2010

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对外公开的有TCPServerManager、TCPClientManager、TCPEndPoint、UDPClientManager以及Msg枚举类型。

补充说明

  • TCP部分已解决沾包问题,附带心跳检测功能(有待完善);
  • 框架默认采用了一个简单的协议,用以区分发送消息的类型。我们在使用过程中,完全可以自定义应用层协议(再封装一层),并在收到数据后解析;
  • TCP服务端的在线列表需要自己人工维护(上下线);收到的消息数据都是byte[]类型,需要自己解析;而且不能注册自己想要的消息(必须全部接收)。由于我司主要开发局域网内网系统,对连接数量要求不是很高,我司实际使用中的通信框架经实体机房测试,连接数在400+,系统运行稳定。TCP部分发送3G大文件,不会出现内存异常等问题。
  • 这次也是为了验证多个Socket管理的方案,所以才出了这个框架,由于时间仓促,所以仅供学习使用。若有人要应用到实际项目中去,可能需要修改完善一些地方,因为我并没有完全测试。

源码地址

源码中带有两个Demo。

github:https://github.com/sherlockchou86/TJSYXYCommunication

rar文件直接下载:http://files.cnblogs.com/files/xiaozhi_5638/TJSYXY.Communication.rar

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