iOS TCPSocket讲解

来源：互联网发布：ppsspp mac 存档位置编辑：程序博客网时间：2024/05/18 02:30

今天来讲讲TCP 套接字编程，明天讲讲UDP编程。这方面在企业应用还是很重要的，很多聊天现在都是用套接字，不用XMPP，但是XMPP，还是聊天的主流，有事没事看看RFC3920，功能还是很强大的。

一、Socket 简介

在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

什么是Socket？
上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的，那什么是socket呢？socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）。

socket连接和http连接的区别
网页都是http协议传输到浏览器, 而http是基于socket之上的。socket是一套完成tcp，udp协议的接口。
HTTP协议：简单对象访问协议，对应于应用层  ，HTTP协议是基于TCP连接的
tcp协议：    对应于传输层
ip协议：     对应于网络层 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。
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。
http连接：http连接就是所谓的短连接，即客户端向服务器端发送一次请求，服务器端响应后连接即会断掉；
socket连接：socket连接就是所谓的长连接，理论上客户端和服务器端一旦建立起连接将不会主动断掉

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，我们来看看这三次对话的简单过程：1.主机A向主机B发出连接请求数据包；2.主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包；3.主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！ UDP适用于一次只传送大量数据、对可靠性要求不高的应用环境。
tcp协议和udp协议的差别
是否连接          面向连接                 面向非连接
传输可靠性       可靠                       不可靠
应用场合         传输少量数据         大量数据
速度                   慢                            快

socket中TCP的三次握手建立连接详解
       我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”，即交换三个分组。大致流程如下：
   •   客户端向服务器发送一个SYN J
   •   服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
   •   客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手，但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢？请看下图：

图1、socket中发送的TCP三次握手
从图中可以看出，当客户端调用connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。
总结：客户端的connect在三次握手的第二个次返回，而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

socket中TCP的四次握手释放连接详解
       上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程，及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程，请看下图：

图2、socket中发送的TCP四次握手
图示过程如下：
   •   某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
   •   另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
   •   一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
   •   接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

TCPSocket的使用
   1.TCP客户端的写法
       1).创建客户端套接字对象
            _clientSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
               建立与服务器的链接
            [_clientSocket connectToHost:@"192.168.1.1" onPort:5555 error:nil];
               客户端监听
            [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

       2)客户端代理
           建立与服务器的连接
       - (BOOL)onSocketWillConnect:(AsyncSocket *)sock

           连接服务器成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port
           [sock writeData:[@"登录请求" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];

               向服务器发送数据成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag

               收到来自服务器的消息
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

               断开连接
           - (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock

   2.TCP服务端的写法
       1).创建服务端套接字对象
       _serverSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
           if ([_serverSocket acceptOnPort:5555 error:nil])
              {
                      NSLog(@"服务器启动了");
            }else
            {
                    NSLog(@"服务器启动失败");
           }

           2).服务端代理

           收到了来自客户端的TCP连接请求
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didAcceptNewSocket:(AsyncSocket *)newSocket
           [newSocket writeData:[@"蓝翔技校欢迎你..." dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];
            //保存客户端
           _clientSocket = newSocket;

           收到了来自客户端的数据
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

           服务端发送消息成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag
           //继续监听客户端数据
           [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

TCPSocket的使用
   1.TCP客户端的写法
       1).创建客户端套接字对象
            _clientSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
               建立与服务器的链接
            [_clientSocket connectToHost:@"192.168.1.1" onPort:5555 error:nil];
               客户端监听
            [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

       2)客户端代理
           建立与服务器的连接
       - (BOOL)onSocketWillConnect:(AsyncSocket *)sock

           连接服务器成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port
           [sock writeData:[@"登录请求" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];

               向服务器发送数据成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag

               收到来自服务器的消息
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

               断开连接
           - (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock

   2.TCP服务端的写法
       1).创建服务端套接字对象
       _serverSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
           if ([_serverSocket acceptOnPort:5555 error:nil])
              {
                      NSLog(@"服务器启动了");
            }else
            {
                    NSLog(@"服务器启动失败");
           }

           2).服务端代理

           收到了来自客户端的TCP连接请求
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didAcceptNewSocket:(AsyncSocket *)newSocket
           [newSocket writeData:[@"蓝翔技校欢迎你..." dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];
            //保存客户端
           _clientSocket = newSocket;

           收到了来自客户端的数据
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

           服务端发送消息成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag
           //继续监听客户端数据
           [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

TCPSocket的使用
   1.TCP客户端的写法
       1).创建客户端套接字对象
            _clientSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
               建立与服务器的链接
            [_clientSocket connectToHost:@"192.168.1.1" onPort:5555 error:nil];
               客户端监听
            [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

       2)客户端代理
           建立与服务器的连接
       - (BOOL)onSocketWillConnect:(AsyncSocket *)sock

           连接服务器成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port
           [sock writeData:[@"登录请求" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];

               向服务器发送数据成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag

               收到来自服务器的消息
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

               断开连接
           - (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock

   2.TCP服务端的写法
       1).创建服务端套接字对象
       _serverSocket = [[AsyncSocket alloc]initWithDelegate:self];
           if ([_serverSocket acceptOnPort:5555 error:nil])
              {
                      NSLog(@"服务器启动了");
            }else
            {
                    NSLog(@"服务器启动失败");
           }

           2).服务端代理

           收到了来自客户端的TCP连接请求
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didAcceptNewSocket:(AsyncSocket *)newSocket
           [newSocket writeData:[@"蓝翔技校欢迎你..." dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:100];
            //保存客户端
           _clientSocket = newSocket;

           收到了来自客户端的数据
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
           NSString *str = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

           服务端发送消息成功
           - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag
           //继续监听客户端数据
           [_clientSocket readDataWithTimeout:-1 tag:100];

AsyncSocket是iOS下专门用于Socket套接字开发的一套开源库，它封装了CFNetwork、BSD Socket，提供了一步的开发模型和简便的开发接口。它支持TCP也支持UDP，支持UDP广播，组播。

AsyncSocket支持GCD/Blocks和Runloop模式

AsyncSocket支持ARC哦。

官方网站：http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket

写了一个小的Demo，希望能帮到大家学习套接字编程。

上传到我的资源了，但是链接还没出来，我还是拷贝过来吧，链接出来了，就放上来。

链接出来了：http://download.csdn.net/detail/u010576399/9189401

对了我用的开源网络库：GCDAsyncSocket

在storyboard加一个navigationController，

源码1.ClientViewController.m(.h啥也没写^_^)

////  ClientViewController.m//  TCPDemo////  Created by JackYang on 15/10/17.//  Copyright © 2015年 JackYang. All rights reserved.//#import "ClientViewController.h"#import "GCDAsyncSocket.h"@interface ClientViewController ()<GCDAsyncSocketDelegate>@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextField *textField;@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *sendMessage;@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *quitBtn;@property (nonatomic) GCDAsyncSocket * clickSocket;@end@implementation ClientViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    [self createClickSocket];}- (IBAction)quitBtnClick:(id)sender {    NSString * sendText = self.textField.text;    if(sendText.length == 0){        return ;    }    if([self.clickSocket isConnected]){        NSData * data = [sendText dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];        [self.clickSocket writeData:data withTimeout:-1 tag:0];            }}- (IBAction)sendBtnClick:(id)sender {    [self.clickSocket disconnect];}- (void)createClickSocket {    self.clickSocket = [[GCDAsyncSocket alloc]initWithDelegate:self  delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];    //连接到服务器    [self.clickSocket connectToHost:@"127.0.0.1" onPort:6789 withTimeout:-1 error:nil];}#pragma mark - GCDAsyncSocketDelegate-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(uint16_t)port{    NSLog(@"【客户端】:握手完成，完成连接");    //发送心跳包}-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag{    NSLog(@"[客户端]:发送数据完毕");        //等待回执，需要调用readDataWithTimeout    [self.clickSocket readDataWithTimeout:-1 tag:0];}-(void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock withError:(NSError *)err{    NSLog(@"【客户端】:已经与服务端断开连接 --%@",err);    //监控网络}-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{    NSString * receiveMessage = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];    NSLog(@"【客户端】:收到回执---%@",receiveMessage);}@end

源码2.ViewController.m(viewcontroller模拟的服务端)

////  ViewController.m//  TCPDemo////  Created by JackYang on 15/10/17.//  Copyright © 2015年 JackYang. All rights reserved.//#import "ViewController.h"#import "ClientViewController.h"#import "GCDAsyncSocket.h"@interface ViewController ()<UITableViewDataSource,GCDAsyncSocketDelegate>@property (nonatomic) UITableView * tableView;@property (nonatomic) NSMutableArray * dataSource;@property (nonatomic) GCDAsyncSocket * serverSocket;//保存接收链接时生成的新的socket@property(nonatomic)GCDAsyncSocket   *acceptNewSocket;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    [self createTableView];    [self createSocket];}- (void)createTableView{    self.dataSource = [NSMutableArray array];    self.tableView = [[UITableView alloc]initWithFrame:self.view.bounds];    self.tableView.dataSource = self;    [self.tableView registerClass:[UITableViewCell class] forCellReuseIdentifier:@"cellId"];    [self.view addSubview:self.tableView];        self.navigationItem.rightBarButtonItem = [[UIBarButtonItem alloc]initWithTitle:@"客户端" style:UIBarButtonItemStylePlain target:self action:@selector(client)];}- (void)client {    ClientViewController * client = [[ClientViewController alloc]init];    [self.navigationController pushViewController:client animated:YES];    }- (void)createSocket{    self.serverSocket = [[GCDAsyncSocket alloc]initWithDelegate:self  delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];        //监听端口    [self.serverSocket acceptOnPort:6789 error:nil];    }#pragma mark - TableViewDelegate- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{    return self.dataSource.count;}- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{    UITableViewCell * cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"cellId" forIndexPath:indexPath];    cell.textLabel.text = self.dataSource[indexPath.row];    return cell;}#pragma mark - GCDAsyncSocketDelegate//当接受到客户端的链接之后调用的代理方法//newSocket  :新生成的socket 用于与客户端进行数据收发//self.serverSocket  用于监听数据-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didAcceptNewSocket:(GCDAsyncSocket *)newSocket{    NSLog(@"[服务端]:接受到客户端连接");    self.acceptNewSocket = newSocket;        //等待数据到来 该方法只等待一次    [self.acceptNewSocket readDataWithTimeout:-1 tag:0];    }-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{    NSString * receiveMessage = [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];    if(receiveMessage){        [self.dataSource addObject:receiveMessage];        [self.tableView reloadData];                //发送确认包，服务器回执        NSString * ackMessage = @"服务端回执";        NSData * writeData = [ackMessage dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];        [self.acceptNewSocket writeData:writeData withTimeout:-1 tag:0];                        //需要等待数据到来        [self.acceptNewSocket readDataWithTimeout:-1 tag:0];    }}-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag{    NSLog(@"【服务端】: 回执发送完毕");}@end

0 0