C#网络编程系列文章(五)之Socket实现异步UDP服务器

来源：互联网发布：超级基因优化液txt 编辑：程序博客网时间：2024/05/20 23:29

原创性声明

本文作者：小竹zz 本文地址http://blog.csdn.net/zhujunxxxxx/article/details/44258719 转载请注明出处

文章系列目录

C#网络编程系列文章(一)之Socket实现异步TCP服务器

C#网络编程系列文章(二)之Socket实现同步TCP服务器

C#网络编程系列文章(三)之TcpListener实现异步TCP服务器

C#网络编程系列文章(四)之TcpListener实现同步TCP服务器

C#网络编程系列文章(五)之Socket实现异步UDP服务器

C#网络编程系列文章(六)之Socket实现同步UDP服务器

C#网络编程系列文章(七)之UdpClient实现异步UDP服务器

C#网络编程系列文章(八)之UdpClient实现同步UDP服务器

本文介绍

在.Net中，System.Net.Sockets 命名空间为需要严密控制网络访问的开发人员提供了 Windows Sockets (Winsock) 接口的托管实现。System.Net 命名空间中的所有其他网络访问类都建立在该套接字Socket实现之上，如TCPClient、TCPListener 和 UDPClient 类封装有关创建到 Internet 的 TCP 和 UDP 连接的详细信息；NetworkStream类则提供用于网络访问的基础数据流等，常见的许多Internet服务都可以见到Socket的踪影，如Telnet、Http、Email、Echo等，这些服务尽管通讯协议Protocol的定义不同，但是其基础的传输都是采用的Socket。其实，Socket可以象流Stream一样被视为一个数据通道，这个通道架设在应用程序端（客户端）和远程服务器端之间，而后，数据的读取（接收）和写入（发送）均针对这个通道来进行。
可见，在应用程序端或者服务器端创建了Socket对象之后，就可以使用Send/SentTo方法将数据发送到连接的Socket,或者使用Receive/ReceiveFrom方法接收来自连接Socket的数据；
针对Socket编程，.NET 框架的 Socket 类是 Winsock32 API 提供的套接字服务的托管代码版本。其中为实现网络编程提供了大量的方法，大多数情况下，Socket 类方法只是将数据封送到它们的本机 Win32 副本中并处理任何必要的安全检查。如果你熟悉Winsock API函数，那么用Socket类编写网络程序会非常容易，当然，如果你不曾接触过，也不会太困难，跟随下面的解说，你会发觉使用Socket类开发windows 网络应用程序原来有规可寻，它们在大多数情况下遵循大致相同的步骤。

本节介绍使用Socket来实现一个高性能的异步UDP服务器，实际上UDP是不分客户机和服务器的，但是我们有的时候和服务器通讯就是使用UDP来进行的。

Socket异步UDP服务器

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using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Linq;  
using System.Text;  
using System.Net;  
using System.Net.Sockets;  
  
namespace NetFrame.Net.UDP.Sock.Asynchronous  
{  
    /// <summary>  
    /// SOCKET实现异步UDP服务器  
    /// </summary>  
    public class AsyncSocketUDPServer  
    {  
        #region Fields  
        /// <summary>  
        /// 服务器程序允许的最大客户端连接数  
        /// </summary>  
        private int _maxClient;  
  
        /// <summary>  
        /// 当前的连接的客户端数  
        /// </summary>  
        //private int _clientCount;  
  
        /// <summary>  
        /// 服务器使用的同步socket  
        /// </summary>  
        private Socket _serverSock;  
  
        /// <summary>  
        /// 客户端会话列表  
        /// </summary>  
        //private List<AsyncUDPSocketState> _clients;  
  
        private bool disposed = false;  
  
        /// <summary>  
        /// 数据接受缓冲区  
        /// </summary>  
        private byte[] _recvBuffer;  
 
        #endregion  
 
        #region Properties  
  
        /// <summary>  
        /// 服务器是否正在运行  
        /// </summary>  
        public bool IsRunning { get; private set; }  
        /// <summary>  
        /// 监听的IP地址  
        /// </summary>  
        public IPAddress Address { get; private set; }  
        /// <summary>  
        /// 监听的端口  
        /// </summary>  
        public int Port { get; private set; }  
        /// <summary>  
        /// 通信使用的编码  
        /// </summary>  
        public Encoding Encoding { get; set; }  
 
        #endregion  
 
        #region 构造函数  
  
        /// <summary>  
        /// 异步Socket UDP服务器  
        /// </summary>  
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>  
        public AsyncSocketUDPServer(int listenPort)  
            : this(IPAddress.Any, listenPort,1024)  
        {  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 异步Socket UDP服务器  
        /// </summary>  
        /// <param name="localEP">监听的终结点</param>  
        public AsyncSocketUDPServer(IPEndPoint localEP)  
            : this(localEP.Address, localEP.Port,1024)  
        {  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 异步Socket UDP服务器  
        /// </summary>  
        /// <param name="localIPAddress">监听的IP地址</param>  
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>  
        /// <param name="maxClient">最大客户端数量</param>  
        public AsyncSocketUDPServer(IPAddress localIPAddress, int listenPort, int maxClient)  
        {  
            this.Address = localIPAddress;  
            this.Port = listenPort;  
            this.Encoding = Encoding.Default;  
  
            _maxClient = maxClient;  
            //_clients = new List<AsyncUDPSocketState>();  
            _serverSock = new Socket(localIPAddress.AddressFamily, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);  
  
            _recvBuffer=new byte[_serverSock.ReceiveBufferSize];  
        }  
 
        #endregion  
 
        #region Method  
        /// <summary>  
        /// 启动服务器  
        /// </summary>  
        /// <returns>异步TCP服务器</returns>  
        public void Start()  
        {  
            if (!IsRunning)  
            {  
                IsRunning = true;  
                _serverSock.Bind(new IPEndPoint(this.Address, this.Port));  
                //_serverSock.Connect(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0));  
  
                AsyncSocketUDPState so = new AsyncSocketUDPState();  
                so.workSocket = _serverSock;  
  
                _serverSock.BeginReceiveFrom(so.buffer, 0, so.buffer.Length, SocketFlags.None,  
                    ref so.remote, new AsyncCallback(ReceiveDataAsync), null);  
  
  
                //EndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);  
  
                //_serverSock.BeginReceiveFrom(_recvBuffer, 0, _recvBuffer.Length, SocketFlags.None,  
                //    ref sender, new AsyncCallback(ReceiveDataAsync), sender);  
  
                //BeginReceive 和 BeginReceiveFrom的区别是什么  
                /*_serverSock.BeginReceive(_recvBuffer, 0, _recvBuffer.Length, SocketFlags.None, 
                    new AsyncCallback(ReceiveDataAsync), null);*/  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 停止服务器  
        /// </summary>  
        public void Stop()  
        {  
            if (IsRunning)  
            {  
                IsRunning = false;  
                _serverSock.Close();  
                //TODO 关闭对所有客户端的连接  
  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 接收数据的方法  
        /// </summary>  
        /// <param name="ar"></param>  
        private void ReceiveDataAsync(IAsyncResult ar)  
        {  
            AsyncSocketUDPState so = ar.AsyncState as AsyncSocketUDPState;  
            //EndPoint sender = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);  
            int len = -1;  
            try  
            {  
                len = _serverSock.EndReceiveFrom(ar, ref so.remote);  
  
                //len = _serverSock.EndReceiveFrom(ar, ref sender);  
  
                //EndReceiveFrom 和 EndReceive区别  
                //len = _serverSock.EndReceive(ar);  
                //TODO 处理数据  
  
                //触发数据收到事件  
                RaiseDataReceived(so);  
            }  
            catch (Exception)  
            {  
                //TODO 处理异常  
                RaiseOtherException(so);  
            }  
            finally  
            {  
                if (IsRunning && _serverSock != null)  
                    _serverSock.BeginReceiveFrom(so.buffer, 0, so.buffer.Length, SocketFlags.None,  
                ref so.remote, new AsyncCallback(ReceiveDataAsync), so);  
            }  
        }  
        /// <summary>  
        /// 发送数据  
        /// </summary>  
        /// <param name="msg"></param>  
        /// <param name="remote"></param>  
        public void Send(string msg,EndPoint remote)  
        {  
            byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(msg);  
            try  
            {  
                RaisePrepareSend(null);  
                _serverSock.BeginSendTo(data, 0, data.Length, SocketFlags.None, remote, new AsyncCallback(SendDataEnd), _serverSock);  
            }  
            catch (Exception)  
            {  
                //TODO 异常处理  
                RaiseOtherException(null);  
            }  
        }  
  
        private void SendDataEnd(IAsyncResult ar)  
        {  
            ((Socket)ar.AsyncState).EndSendTo(ar);  
            RaiseCompletedSend(null);  
        }  
 
        #endregion  
 
        #region 事件  
        /// <summary>  
        /// 接收到数据事件  
        /// </summary>  
        public event EventHandler<AsyncSocketUDPEventArgs> DataReceived;  
  
        private void RaiseDataReceived(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            if (DataReceived != null)  
            {  
                DataReceived(this, new AsyncSocketUDPEventArgs(state));  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 发送数据前的事件  
        /// </summary>  
        public event EventHandler<AsyncSocketUDPEventArgs> PrepareSend;  
  
        /// <summary>  
        /// 触发发送数据前的事件  
        /// </summary>  
        /// <param name="state"></param>  
        private void RaisePrepareSend(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            if (PrepareSend != null)  
            {  
                PrepareSend(this, new AsyncSocketUDPEventArgs(state));  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 数据发送完毕事件  
        /// </summary>  
        public event EventHandler<AsyncSocketUDPEventArgs> CompletedSend;  
  
        /// <summary>  
        /// 触发数据发送完毕的事件  
        /// </summary>  
        /// <param name="state"></param>  
        private void RaiseCompletedSend(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            if (CompletedSend != null)  
            {  
                CompletedSend(this, new AsyncSocketUDPEventArgs(state));  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 网络错误事件  
        /// </summary>  
        public event EventHandler<AsyncSocketUDPEventArgs> NetError;  
        /// <summary>  
        /// 触发网络错误事件  
        /// </summary>  
        /// <param name="state"></param>  
        private void RaiseNetError(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            if (NetError != null)  
            {  
                NetError(this, new AsyncSocketUDPEventArgs(state));  
            }  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// 异常事件  
        /// </summary>  
        public event EventHandler<AsyncSocketUDPEventArgs> OtherException;  
        /// <summary>  
        /// 触发异常事件  
        /// </summary>  
        /// <param name="state"></param>  
        private void RaiseOtherException(AsyncSocketUDPState state, string descrip)  
        {  
            if (OtherException != null)  
            {  
                OtherException(this, new AsyncSocketUDPEventArgs(descrip, state));  
            }  
        }  
        private void RaiseOtherException(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            RaiseOtherException(state, "");  
        }  
        #endregion  
 
        #region Close  
        /// <summary>  
        /// 关闭一个与客户端之间的会话  
        /// </summary>  
        /// <param name="state">需要关闭的客户端会话对象</param>  
        public void Close(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            if (state != null)  
            {  
                //_clients.Remove(state);  
                //_clientCount--;  
                //TODO 触发关闭事件  
            }  
        }  
        /// <summary>  
        /// 关闭所有的客户端会话,与所有的客户端连接会断开  
        /// </summary>  
        public void CloseAllClient()  
        {  
            //foreach (AsyncUDPSocketState client in _clients)  
            //{  
            //    Close(client);  
            //}  
            //_clientCount = 0;  
            //_clients.Clear();  
        }  
 
        #endregion  
 
        #region 释放  
        /// <summary>  
        /// Performs application-defined tasks associated with freeing,   
        /// releasing, or resetting unmanaged resources.  
        /// </summary>  
        public void Dispose()  
        {  
            Dispose(true);  
            GC.SuppressFinalize(this);  
        }  
  
        /// <summary>  
        /// Releases unmanaged and - optionally - managed resources  
        /// </summary>  
        /// <param name="disposing"><c>true</c> to release   
        /// both managed and unmanaged resources; <c>false</c>   
        /// to release only unmanaged resources.</param>  
        protected virtual void Dispose(bool disposing)  
        {  
            if (!this.disposed)  
            {  
                if (disposing)  
                {  
                    try  
                    {  
                        Stop();  
                        if (_serverSock != null)  
                        {  
                            _serverSock = null;  
                        }  
                    }  
                    catch (SocketException)  
                    {  
                        //TODO  
                        RaiseOtherException(null);  
                    }  
                }  
                disposed = true;  
            }  
        }  
        #endregion  
    }  
}  

会话封装类

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using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Linq;  
using System.Text;  
using System.Net;  
using System.Net.Sockets;  
  
namespace NetFrame.Net.UDP.Sock.Asynchronous  
{  
    public class AsyncSocketUDPState  
    {  
        // Client   socket.  
        public Socket workSocket = null;  
        // Size of receive buffer.  
        public const int BufferSize = 1024;  
        // Receive buffer.  
        public byte[] buffer = new byte[BufferSize];  
        // Received data string.  
        public StringBuilder sb = new StringBuilder();  
  
        public EndPoint remote = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);  
    }  
}  

Socket异步UDP服务器事件参数类

[csharp] view plain copy
using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Linq;  
using System.Text;  
  
namespace NetFrame.Net.UDP.Sock.Asynchronous  
{  
    /// <summary>  
    /// SOCKET 异步UDP 事件类  
    /// </summary>  
    public class AsyncSocketUDPEventArgs : EventArgs  
    {  
        /// <summary>  
        /// 提示信息  
        /// </summary>  
        public string _msg;  
  
        /// <summary>  
        /// 客户端状态封装类  
        /// </summary>  
        public AsyncSocketUDPState _state;  
  
        /// <summary>  
        /// 是否已经处理过了  
        /// </summary>  
        public bool IsHandled { get; set; }  
  
        public AsyncSocketUDPEventArgs(string msg)  
        {  
            this._msg = msg;  
            IsHandled = false;  
        }  
        public AsyncSocketUDPEventArgs(AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            this._state = state;  
            IsHandled = false;  
        }  
        public AsyncSocketUDPEventArgs(string msg, AsyncSocketUDPState state)  
        {  
            this._msg = msg;  
            this._state = state;  
            IsHandled = false;  
        }  
    }  
}  

本文作者：小竹zz 本文地址http://blog.csdn.net/zhujunxxxxx/article/details/44258719 转载请注明出处

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