c# 网络编程之tcp

2023-07-05 10:13:03 354

一、概述

UDP和TCP是网络通讯常用的两个传输协议，C#一般可以通过Socket来实现UDP和TCP通讯，由于.NET框架通过UdpClient、TcpListener、TcpClient这几个类对Socket进行了封装，使其使用更加方便，本文就通过这几个封装过的类讲解一下相关应用。

二、基本应用：连接、发送、接收

服务端建立侦听并等待连接：

TcpListenertcpListener=newTcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"),9000);
tcpListener.Start();
if(tcpListener.Pending())
{
TcpClientclient=tcpListener.AcceptTcpClient();
Console.WriteLine("Connected");
}

服务端是通过AcceptTcpClient方法获得TcpClient对象，而客户端是直接创建TcpClient对象。

TcpClienttcpClient=newTcpClient();
tcpClient.Connect("127.0.0.1",9000);

发送数据TcpClient对象创建后，发送接收都通过TcpClient对象完成。

发送数据：

TcpClienttcpClient=newTcpClient();
tcpClient.Connect("127.0.0.1",9000);
NetworkStreamnetStream=tcpClient.GetStream();

intLen=1024;
byte[]datas=newbyte[Len];

netStream.Write(datas,0,Len);

netStream.Close();
tcpClient.Close();

接收数据：

TcpClientclient=tcpListener.AcceptTcpClient();
Console.WriteLine("Connected");

NetworkStreamstream=client.GetStream();
varremote=client.Client.RemoteEndPoint;

byte[]data=newbyte[1024];
while(true)
{
if(stream.DataAvailable)
{
intlen=stream.Read(data,0,1024);
Console.WriteLine($"From:{remote}:Received({len})");
}
Thread.Sleep(1);
}

三、粘包问题

和UDP不太一样，TCP连接不会丢包，但存在粘包问题。（严格来说粘包这个说法是不严谨的，因为TCP通讯是基于流的，没有包的概念，包只是使用者自己的理解。）下面分析一下粘包产生的原因及解决办法。

TCP数据通讯是基于流来实现的，类似一个队列，当有数据发送过来时，操作系统就会把发送过来的数据依次放到这个队列中，对发送者而言，数据是一片一片发送的，所以自然会认为存在数据包的概念，但对于接收者而言，如果没有及时去取这些数据，这些数据依次存放在队列中，彼此之间并无明显间隔，自然就粘包了。

还有一种情况粘包是发送端造成的，有时我们调用发送代码时，操作系统可能并不会立即发送，而是放到缓存区，当缓存区达到一定数量时才真正发送。

要解决粘包问题，大致有以下几个方案。

1、约定数据长度，发送端的数据都是指定长度，比如1024；接收端取数据时也取同样长度，不够长度就等待，保证取到的数据和发送端一致；

2、接收端取数据的频率远大于发送端，比如发送端每1秒发送一段数据，接收端每0.1秒去取一次数据，这样基本可以保证数据不会粘起来；

以上两个方案都要求发送端需要立即发送，不可缓存数据。而且这两种方案都有缺陷：首先，第一种方案：如果要包大小一致的话，如果约定的包比较大，肯定有较多数据冗余，浪费网络资源，如果包较小，连接就比较频繁，效率不高。

其次，第二种方案：这个方案只能在理想环境下可以实现，当服务端遭遇一段时间的计算压力时可能会出现意外，不能完全保证。

比较完善的解决方案就是对接收到的数据进行预处理：首先通过定义特殊的字符组合作为包头和包尾，如果传输ASCII字符，可以用0x02表示开始（STX），用0x03表示结束（ETX），比如：STX‘H'‘e'‘l'‘l'‘o'ETX(二进制数据：0248656C6C6F03)。如果数据较长可以在包头留出固定位置存放包长度，如：

02000548656C6C6F03

其中0205就表示正文长度为5个字节，可以进行校验。

虽然第三种方案比较严谨，但相对复杂，在传输比较可靠、应用比较简单的场景下，也可以采用前面两种解决方案。

四、一个完整的例程

服务端：

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.IO;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Net;
usingSystem.Net.Sockets;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading;
usingSystem.Threading.Tasks;

namespaceTCPServer
{
classProgram
{
staticvoidMain(string[]args)
{
TcpListenertcpListener=newTcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"),9000);
tcpListener.Start();

while(true)
{
if(tcpListener.Pending())
{
TcpClientclient=tcpListener.AcceptTcpClient();
Console.WriteLine("Connected");

Task.Run(()=>
{
NetworkStreamstream=client.GetStream();
varremote=client.Client.RemoteEndPoint;

while(true)
{
if(stream.DataAvailable)
{
byte[]data=newbyte[1024];
intlen=stream.Read(data,0,1024);
stringName=Encoding.UTF8.GetString(data,0,len);
varsenddata=Encoding.UTF8.GetBytes("Hello:"+Name);
stream.Write(senddata,0,senddata.Length);
}

if(!client.IsOnline())
{
Console.WriteLine("ConnectClosed.");
break;
}

Thread.Sleep(1);
}
});
}

Thread.Sleep(1);
}
}
}

publicstaticclassTcpClientEx
{
publicstaticboolIsOnline(thisTcpClientclient)
{
return!((client.Client.Poll(15000,SelectMode.SelectRead)&&(client.Client.Available==0))||!client.Client.Connected);
}
}
}

客户端：

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Diagnostics;
usingSystem.IO;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Net.Sockets;
usingSystem.Text;
usingSystem.Threading;
usingSystem.Threading.Tasks;

namespaceTCP_Clent
{
classProgram
{
staticvoidMain(string[]args)
{
ThreadPool.SetMinThreads(100,100);
ThreadPool.SetMaxThreads(200,200);

Parallel.For(1,10,x=>
{
SendData("Tom");
});

Console.WriteLine("AllCompleted!");
Console.ReadKey();
}

privatestaticvoidSendData(stringName)
{
Task.Run(()=>
{
Console.WriteLine("Start");
TcpClienttcpClient=newTcpClient();
tcpClient.Connect("127.0.0.1",9000);
Console.WriteLine("Connected");
NetworkStreamnetStream=tcpClient.GetStream();

Task.Run(()=>
{
Thread.Sleep(100);
while(true)
{
if(!tcpClient.Client.Connected)
{
break;
}

if(netStream==null)
{
break;
}

try
{
if(netStream.DataAvailable)
{
byte[]data=newbyte[1024];
intlen=netStream.Read(data,0,1024);
varmessage=Encoding.UTF8.GetString(data,0,len);
Console.WriteLine(message);
}
}
catch
{
break;
}

Thread.Sleep(10);
}
});

for(inti=0;i<100;i++)
{
byte[]datas=Encoding.UTF8.GetBytes(Name);
intLen=datas.Length;
netStream.Write(datas,0,Len);
Thread.Sleep(1000);
}

netStream.Close();
netStream=null;
tcpClient.Close();

Console.WriteLine("Completed");
});
}
}
}

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C#网络编程入门系列包括三篇文章：

（一）C#网络编程入门之UDP

（二）C#网络编程入门之TCP

（三）C#网络编程入门之HTTP

以上就是c#网络编程之tcp的详细内容，更多关于c#网络编程tcp的资料请关注毛票票其它相关文章！