iOS学习笔记1- Socket通信

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恒淮宇

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本文深入探讨了iOS中socket通信的基本概念、通信过程及应用实例，包括TCP/IP、HTTP与socket连接的区别，以及在iOS中如何使用第三方库GCDAsyncSocket进行socket通信的实践指导。

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iOS学习笔记—socket通信

分类： iOS 2013-08-07 19:17 207人阅读评论(0) 收藏举报

 
 iOS
 socket

一. 什么是socket

Socket又称之为“套接字”，是系统提供的用于网络通信的方法。它的实质并不是一种协议，没有规定计算机应当怎么样传递消息，只是给程序员提供了一个发送消息的接口，程序员使用这个接口提供的方法，发送与接收消息。

Socket描述了一个IP、端口对。它简化了程序员的操作，知道对方的IP以及PORT就可以给对方发送消息，再由服务器端来处理发送的这些消息。所以，Socket一定包含了通信的双发，即客户端（Client）与服务端（server）。

二.socket的通信过程

每一个应用或者说服务，都有一个端口。比如DNS的53端口，http的80端口。我们能由DNS请求到查询信息，是因为DNS服务器时时刻刻都在监听53端口，当收到我们的查询请求以后，就能够返回我们想要的IP信息。所以，从程序设计上来讲，应该包含以下步骤：

1）服务端利用Socket监听端口；

2）客户端发起连接；

3）服务端返回信息，建立连接，开始通信；

4）客户端，服务端断开连接。

3、Socket双方如何建立起连接？

以下过程用代码表示：

Server端:

1 intport = 2000;

2 IPEndPointServerEP = new IPEndPoint(IPAddress.Any,port);

3 Socketserver = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

4 server.Bind(ServerEP);

5 server.Listen(0);

Client端:

1 intport = 2000;

2 IPAddressserverip = IPAddress.Parse("192.168.1.100");

3 IPEndPointEP = new IPEndPoint(server,port);

4 Socketserver = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

5 server.Bind(EP);

当服务器端接收到来自客户端的连接以后，需要新建一个socket来处理远端的信息。

下面一段代码应该在服务器端：

1 Socketclient = server.Accept();

以上很简单的几行代码，将在以后的网络编程中经常用到，后面还会有同步通讯、异步通讯、线程、委托与事件等等

第二部分、各协议的区别

TCP/IP SOCKET HTTP

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。

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。

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、HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(HypertextTransfer Protocol )，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。

3、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。

4、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。

5、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。

三.iOS中创建socket通信

我没用苹果官方的用的是第三方的GCDAsyncSocket

在SupportFile中需要导入

服务器端代码：

[plain]view plaincopy 
    
 - (IBAction)lisen:(id)sender  
 {  
     NSLog(@"%s %d",__FUNCTION__,__LINE__);  
     socket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];  
     NSError *err = nil;  
     if([socket acceptOnPort:[port.text integerValue] error:&err] == NO)  
     {  
         [self addText:err.description];  
     }  
     else  
     {  
         [self addText:[NSString stringWithFormat:@"开始监听%@端口.",port.text]];  
     }  
     [port resignFirstResponder];  
     [display resignFirstResponder];  
 }  
   
   
 - (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sender didAcceptNewSocket:(GCDAsyncSocket *)newSocket  
 {  
     // The "sender" parameter is the listenSocket we created.  
     // The "newSocket" is a new instance of GCDAsyncSocket.  
     // It represents the accepted incoming client connection.  
       
     // Do server stuff with newSocket...  
     NSLog(@"1111%s %d",__FUNCTION__,__LINE__);  
   
     [self addText:[NSString stringWithFormat:@"建立与%@的连接",newSocket.connectedHost]];  
       
     s = newSocket;  
     [s readDataWithTimeout:-1 tag:0];  
 }  
   
 -(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag  
 {  
     NSLog(@"2222%s %d,sock = %@",__FUNCTION__,__LINE__,sock);  
     NSString *receive = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];  
     [self addText:[NSString stringWithFormat:@"%@:%@",sock.connectedHost,receive]];  
       
     NSString *reply = [NSString stringWithFormat:@"收到:%@",receive];  
       
     [s writeData:[reply dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:0];  
     [s readDataWithTimeout:-1 tag:0];  
 }  

客户端代码

[plain]view plaincopy 
    
 -(void)addText:(NSString *)str  
 {  
     allMessage.text = [allMessage.text stringByAppendingFormat:@"%@\n",str];  
 }  
   
   
 - (IBAction)connect:(id)sender  
 {  
     socket = [[GCDAsyncSocket alloc]initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];  
     NSError *err = nil;  
     if(NO == [socket connectToHost:host.text onPort:[port.text intValue] error:&err])  
     {  
         [self addText:err.description];  
     }else  
     {  
         [self addText:@"打开端口"];  
     }  
     NSLog(@"%s %d    connect",__FUNCTION__,__LINE__);  
   
 }  
   
 -(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)ahost port:(uint16_t)port  
 {  
     NSLog(@"%s %d",__FUNCTION__,__LINE__);  
   
     [self addText:[NSString stringWithFormat:@"连接到:%@",ahost]];  
     [socket readDataWithTimeout:-1 tag:0];  
 }  
   
   
 - (IBAction)send:(id)sender  
 {  
     NSLog(@"%s %d  send",__FUNCTION__,__LINE__);  
       
       
     //发送文本  
     [socket writeData:[message.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:-1 tag:0];  
       
     [self addText:[NSString stringWithFormat:@"我:%@",message.text]];  
       
     [socket readDataWithTimeout:-1 tag:0];  
       
     NSLog(@"%@",socket);  
     [message resignFirstResponder];  
     [allMessage resignFirstResponder];  
     [port resignFirstResponder];  
     [host resignFirstResponder];  
 }  
   
 -(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag  
 {  
     NSLog(@"%s %d",__FUNCTION__,__LINE__);  
       
     NSString *newMessage = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];  
       
     [self addText:[NSString stringWithFormat:@"%@:%@",sock.connectedHost,newMessage]];  
     //[socket readDataWithTimeout:-1 tag:0];  
 }  