C#网络编程系列文章(五)之Socket实现异步UDP服务器

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本文介绍如何使用 C# 的 Socket 类实现一个异步 UDP 服务器。通过实例代码展示了服务器的初始化、启动、接收数据及发送数据的过程，并包含了错误处理机制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

原创性声明

本文作者：小竹zz 本文地址http://blog.youkuaiyun.com/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;  
         }  
     }  
 }  