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  • iOS开发网络篇—Socket编程

    转自http://www.mamicode.com/info-detail-877996.html

    一、网络各个协议:TCP/IP、SOCKET、HTTP等

    网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

    其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层,是网络工程师所研究的对象;

    传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层,是用户所面向和关心的内容。

    http协议对应于应用层

    tcp协议对应于传输层

    ip协议对应于网络层

    三者本质上没有可比性。  何况HTTP协议是基于TCP连接的。

    TCP/IP是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。

    我们在传输数据时,可以只使用传输层(TCP/IP),但是那样的话,由于没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用应用层 协议,应用层协议很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议,以封装HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。

    二、Http和Socket连接区别

    相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道Http与Socket连接究竟有什么区别,希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

    2.1、TCP连接

    要想明白Socket连接,先要明白TCP连接。手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

    建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

    第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

    第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

    第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

    握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次握手”(过程就不细写

    了,就是服务器和客户端交互,最终确定断开)

    2.2、HTTP连接

    HTTP协议即超文本传送协议(HypertextTransferProtocol )是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

    HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

    1)在HTTP 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接。

    2)在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

    由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接,因此HTTP连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求。通常的

    做法是即时不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。

    三、SOCKET原理

    3.1、套接字(socket)概念

    套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口。

    应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。

    3.2 、建立socket连接

    建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket。

    套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。

    服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。

    客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

    连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

    3.3、SOCKET连接与TCP连接

    创建Socket连接时,可以指定使用的传输层协议,Socket可以支持不同的传输层协议(TCP或UDP),当使用TCP协议进行连接时,该Socket连接就是一个TCP连接。

    3.4、Socket连接与HTTP连接

    由于通常情况下Socket连接就是TCP连接,因此Socket连接一旦建立,通信双方即可开始相互发送数据内容,直到双方连接断开。但在实际网络应用

    中,客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点,例如路由器、网关、防火墙等,大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致

    Socket 连接断连,因此需要通过轮询告诉网络,该连接处于活跃状态。

    而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式,不仅在请求时需要先建立连接,而且需要客户端向服务器发出请求后,服务器端才能回复数据。

    很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接,服务器就可以直接将数据传送给

    客户端;若双方建立的是HTTP连接,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求,不仅可以

    保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就将数据传给客户端。

    这里我们使用Socket实现一个聊天室的功能,关于服务器这里的就不介绍了

    一:在头文件中第一输入流和输出流和一个消息数组

     1 @interfaceViewController (){
     2 
     3     NSInputStream *_inputStream;//对应输入流
     4 
     5     NSOutputStream *_outputStream;//对应输出流
     6 
     7 }
     8 
     9 @property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;
    10 
    11 @property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;
    12 
    13 @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息数组
    14 
    15 @end

    懒加载这个消息数组

    -(NSMutableArray *)chatMsgs{
    
    if(!_chatMsgs) {
    
        _chatMsgs =[NSMutableArray array];
    
    }
    
    return_chatMsgs;
    }

    二:实现输入输出流的监听

     1 -(void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode{
     2 
     3 NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
     4 
     5 //NSStreamEventOpenCompleted = 1UL << 0,//输入输出流打开完成//NSStreamEventHasBytesAvailable = 1UL << 1,//有字节可读//NSStreamEventHasSpaceAvailable = 1UL << 2,//可以发放字节//NSStreamEventErrorOccurred = 1UL << 3,//连接出现错误//NSStreamEventEndEncountered = 1UL << 4//连接结束
     6 
     7 switch(eventCode) {
     8 
     9     caseNSStreamEventOpenCompleted:
    10 
    11     NSLog(@"输入输出流打开完成");
    12 
    13     break;
    14 
    15     caseNSStreamEventHasBytesAvailable:
    16     
    17     NSLog(@"有字节可读");
    18 
    19     [self readData];
    20 
    21     break;
    22 
    23     caseNSStreamEventHasSpaceAvailable:
    24 
    25     NSLog(@"可以发送字节");
    26 
    27     break;
    28 
    29     caseNSStreamEventErrorOccurred:
    30     
    31     NSLog(@"连接出现错误");
    32 
    33     break;
    34 
    35     caseNSStreamEventEndEncountered:
    36     
    37     NSLog(@"连接结束");
    38 
    39     //关闭输入输出流
    40 
    41     [_inputStream close];
    42 
    43     [_outputStream close];
    44 
    45     //从主运行循环移除
    46 
    47     [_inputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    48 
    49     [_outputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    50 
    51     break;
    52 
    53     default:
    54 
    55     break;
    56 
    57 }
    58 
    59 }

    三:链接服务器

     1 - (IBAction)connectToHost:(id)sender {
     2 
     3     //1.建立连接
     4 
     5     NSString *host =@"127.0.0.1";
     6 
     7     intport =12345;
     8 
     9     //定义C语言输入输出流
    10 
    11     CFReadStreamRef readStream;
    12 
    13     CFWriteStreamRef writeStream;
    14 
    15     CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)host, port, &readStream, &writeStream);
    16 
    17     //把C语言的输入输出流转化成OC对象
    18 
    19     _inputStream = (__bridge NSInputStream *)(readStream);
    20 
    21     _outputStream = (__bridge NSOutputStream *)(writeStream);
    22     
    23     //设置代理
    24 
    25     _inputStream.delegate=self;
    26 
    27     _outputStream.delegate=self;
    28 
    29     //把输入输入流添加到主运行循环
    30 
    31     //不添加主运行循环 代理有可能不工作
    32 
    33     [_inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    34 
    35     [_outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    36 
    37     //打开输入输出流
    38 
    39     [_inputStream open];
    40 
    41     [_outputStream open];
    42 
    43 }

    四:登陆

     1 - (IBAction)loginBtnClick:(id)sender {
     2 
     3     //登录
     4 
     5     //发送用户名和密码
     6 
     7     //在这里做的时候,只发用户名,密码就不用发送
     8 
     9     //如果要登录,发送的数据格式为 "iam:zhangsan";
    10 
    11     //如果要发送聊天消息,数据格式为 "msg:did you have dinner";
    12 
    13     //登录的指令11NSString *loginStr =@"iam:zhangsan";
    14 
    15     //把Str转成NSData
    16 
    17     NSData *data =[loginStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    18 
    19     [_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];
    20 
    21 }

    五:读取服务器数据

     1 #pragmamark 读了服务器返回的数据
     2 
     3     -(void)readData{
     4 
     5     //建立一个缓冲区 可以放1024个字节
     6 
     7     uint8_t buf[1024];
     8 
     9     //返回实际装的字节数
    10 
    11     NSInteger len = [_inputStream read:buf maxLength:sizeof(buf)];
    12 
    13     //把字节数组转化成字符串
    14 
    15     NSData *data =[NSData dataWithBytes:buf length:len];
    16 
    17     //从服务器接收到的数据
    18 
    19     NSString *recStr =[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    20 
    21     NSLog(@"%@",recStr);
    22 
    23     [self reloadDataWithText:recStr];
    24 
    25 }

    六:发送数据

     1 -(BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField{
     2 
     3     NSString *text =textField.text;
     4 
     5     NSLog(@"%@",text);
     6     
     7     //聊天信息
     8 
     9     NSString *msgStr = [NSString stringWithFormat:@"msg:%@",text];
    10 
    11     //把Str转成NSData10NSData *data =[msgStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    12 
    13     //刷新表格
    14 
    15     [self reloadDataWithText:msgStr];
    16 
    17     //发送数据
    18 
    19     [_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];
    20 
    21     //发送完数据,清空textField
    22 
    23     textField.text =nil;
    24 
    25     returnYES;
    26 
    27 }

    七:实现数据的显示,并且每发送一次消息都会滚动到对应的位置

     1 -(void)reloadDataWithText:(NSString *)text{
     2 
     3     [self.chatMsgs addObject:text];
     4 
     5     [self.tableView reloadData];
     6 
     7     //数据多,应该往上滚动
     8 
     9     NSIndexPath *lastPath = [NSIndexPath indexPathForRow:self.chatMsgs.count -1inSection:0];
    10 
    11     [self.tableView scrollToRowAtIndexPath:lastPath atScrollPosition:UITableViewScrollPositionBottom animated:YES];
    12 
    13 }
    14 
    15 #pragmamark 表格的数据源
    16 
    17 -(NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{
    18 
    19     returnself.chatMsgs.count;
    20 
    21 }
    22 
    23 - (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
    24 
    25 {
    26 
    27     staticNSString *ID =@"Cell";
    28 
    29     UITableViewCell *cell =[tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:ID];
    30 
    31 cell.textLabel.text =self.chatMsgs[indexPath.row];
    32 
    33     returncell;
    34 
    35 }
    36 
    37 -(void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{
    38 
    39     [self.view endEditing:YES];
    40 
    41 }

    八:监听键盘的改变

     1 //监听键盘
     2 
     3 [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(kbFrmWillChange:) name:UIKeyboardWillChangeFrameNotificationobject:nil];
     4 
     5 }
     6 
     7 -(void)kbFrmWillChange:(NSNotification *)noti{
     8 
     9     NSLog(@"%@",noti.userInfo);
    10 
    11     //获取窗口的高度
    12 
    13     CGFloat windowH =[UIScreen mainScreen].bounds.size.height;
    14 
    15 //键盘结束的Frm
    16 
    17     CGRect kbEndFrm =[noti.userInfo[UIKeyboardFrameEndUserInfoKey]     
    18 CGRectValue];
    19 
    20     //获取键盘结束的y值
    21 
    22     CGFloat kbEndY =kbEndFrm.origin.y;
    23 
    24     self.inputViewConstraint.constant = windowH -kbEndY;
    25 
    26 }
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