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CocoaAsyncSocket学习

CocoaAsyncSocket支持tcp和udp。其中:

  • AsyncSocket类是支持TCP的
  • AsyncUdpSocket是支持UDP的

AsyncSocket是封装了CFSocket和CFSteam的TCP/IP socket网络库。它提供了异步操作,本地cocoa类的基于delegate的完整支持。主要有以下特性:

  • 队列的非阻塞的读和写,而且可选超时。你可以调用它读取和写入,它会当完成后告知你
  • 自动的socket接收。如果你调用它接收连接,它将为每个连接启动新的实例,当然,也可以立即关闭这些连接
  • 委托(delegate)支持。错误、连接、接收、完整的读取、完整的写入、进度以及断开连接,都可以通过委托模式调用
  • 基于run loop的,而不是线程的。虽然可以在主线程或者工作线程中使用它,但你不需要这样做。它异步的调用委托方法,使用NSRunLoop。委托方法包括socket的参数,可让你在多个实例中区分
  • 自包含在一个类中。你无需操作流或者socket,这个类帮你做了全部
  • 支持基于IPV4和IPV6的TCP流

AsyncUdpSocket是UDP/IP socket网络库,包装自CFSocket。它的工作很像TCP版本,只不过是用于处理UDP的。它包括基于非阻塞队列的发送接收操作,完整的委托支持,基于runloop,自包含的类,以及支持IPV4和IPV6。

以下内容是根据官方网站参考:

http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket/wiki/Reference_AsyncSocket

编写的示例。

准备工作:如何在iOS项目中使用

可按照官网链接执行:

http://code.google.com/p/cocoaasyncsocket/wiki/iPhone

基本上是两步:

  1. 将CocoaAsyncSocket项目中的.h和.m文件拖拽到自己项目的Classes目录中
  2. 添加framework:CFNetwork

编写简单的TCP连接

编写个简单的TCP连接应用。HTTP其实就是建立在TCP协议上的。这里就用向网站发起请求和获得响应来演示。

为了形象说明,先手工模拟一下HTTP。这需要用到telnet工具,这是个命令行工具,如果在命令行里敲:

C:\Users\Marshal Wu>telnet
‘telnet’ 不是内部或外部命令,也不是可运行的程序
或批处理文件。

说明你使用的是windows vista或者windows7,因为windows xp是默认安装该软件的。

我用的是Mac OSX,上面自带这个工具。如果你出现上面的问题,可参照vista下使用telnet的做法安装telnet。

然后,可以使用这个工具发出socket信息,并接收socket返回信息。下面说一下步骤,如图:

下面用CocoaAsyncSocket来实现。

首先是要实现相关的delegate:

#import <UIKit/UIKit.h>

#import "AsyncSocket.h"

@interface SocketDemosViewController : UIViewController<AsyncSocketDelegate>

然后,在实现代码中:

- (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port{
NSLog(@"did connect to host");
}

- (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{
NSLog(@"did read data");
NSString* message = [[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding] autorelease];
NSLog(@"message is: \n%@",message);
}

这些监听需要创建和使用AsyncSocket实例时才能被用到。下面就是这部分代码:

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

AsyncSocket *socket=[[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];
[socket connectToHost:@"www.baidu.com" onPort:80 error:nil];

[socket readDataWithTimeout:3 tag:1];
[socket writeData:[@"GET / HTTP/1.1\n\n" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:3 tag:1];

执行的日志如下:

2011-07-19 17:17:46.545 SocketDemos[27120:207] did connect to host
2011-07-19 17:17:46.620 SocketDemos[27120:207] did read data
2011-07-19 17:17:46.621 SocketDemos[27120:207] message is:
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 19 Jul 2011 09:17:46 GMT
Server: BWS/1.0
Content-Length: 7691
Content-Type: text/html;charset=gb2312
Cache-Control: private
Expires: Tue, 19 Jul 2011 09:17:46 GMT
Set-Cookie: BAIDUID=9389BA38262D7997D220A564154CCA87:FG=1; expires=Tue, 19-Jul-41 09:17:46 GMT; path=/; domain=.baidu.com
P3P: CP=" OTI DSP COR IVA OUR IND COM "
Connection: Keep-Alive

这里的HTTP响应被截断了,因为我们不是要编写真的接收HTTP响应的功能,因此这个缺陷可以忽略。

本来HTTP请求应该是由服务器端来关闭,比如使用telent访问看到的是这样的结尾:

因此,HTTP响应没有完全接收下来,服务器端未断掉连接。可以在客户端关闭连接,这样:

[socket readDataWithTimeout:3 tag:1];
[socket writeData:[@"GET / HTTP/1.1\n\n" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:3 tag:1];
[socket disconnect];
另外,可以实现delegate中的这个方法:

- (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock{
NSLog(@"socket did disconnect");
}
这样就可以在日志中监控到关闭连接的信息。

TCP连接读取指定长度的数据

socket连接,经常碰到这样的需求,读取固定长度的字节。这可以通过下面的示例实现。

还是基于HTTP连接做演示。比如取2次,每次50字节。然后停止socket。

可以这样写:

- (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock{
 NSLog(@"socket did disconnect");
}
- (void)viewDidLoad {
 [super viewDidLoad];
 
 socket=[[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];
 [socket connectToHost:@"www.baidu.com" onPort:80 error:nil];
 
 data=[[NSMutableData dataWithLength:50] retain];
 
 [socket readDataToLength:50 withTimeout:5 tag:1];
 [socket readDataToLength:50 withTimeout:5 tag:2];
 [socket writeData:[@"GET / HTTP/1.1\n\n" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] withTimeout:3 tag:1];

标红色的是两次取出的字节内容。

编写服务器端Socket

编写了Echo示例,说明最简单的服务器端Socket写法。Echo就是回声,通过telnet发送什么,服务器端就返回什么。类似这样:

服务器端,需要监听客户端的连接。等待客户端发来信息。代码是这样的:



socket=[[AsyncSocket alloc] initWithDelegate:self];
 NSError *err = nil;
 
 if ([socket acceptOnPort:4322 error:&err]) {
 NSLog(@"accept ok.");
 }else {
 NSLog(@"accept failed.");
 }
 
 if (err) {
 NSLog(@"error: %@",err);
 }

这一步如果成功,应该只有一个日志信息:

 
2011-07-20 12:27:03.228 SocketDemos[611:707] accept ok.

这时如果有客户端与之建立连接,比如通过telnet。会依次调用AsyncSocket 的delegate的如下方法:

    onSocket:didAcceptNewSocket: AsyncSocket创建了新的Socket用于处理和客户端的请求,如果这个新socket实例你不打算保留(retain),那么将拒绝和该客户端连接
    onSocket:wantsRunLoopForNewSocket:,提供线程的runloop实例给AsyncSocket,后者将使用这个runloop执行socket通讯的操作
    onSocketWillConnect:,将要建立连接,这时可以做一些准备工作,如果需要的话
    onSocket:didConnectToHost:port:,这个方法是建立连接后执行的,一般会在这里调用写入或者读取socket的操作

在Echo示例中,不打算执行多线程,也不想支持多客户端连接,而且服务器端和客户端将建立长连接。直至客户端断开连接,服务器端才释放相应的socket。

代码如下:


- (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didAcceptNewSocket:(AsyncSocket *)newSocket{
 if (!acceptSocket) {
 acceptSocket=[newSocket retain];
 NSLog(@"did accept new socket");
 }
 }
 
 - (NSRunLoop *)onSocket:(AsyncSocket *)sock wantsRunLoopForNewSocket:(AsyncSocket *)newSocket{
 NSLog(@"wants runloop for new socket.");
 return [NSRunLoop currentRunLoop];
 }
 
 - (BOOL)onSocketWillConnect:(AsyncSocket *)sock{
 NSLog(@"will connect");
 return YES;
 }
 
 - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port{
 NSLog(@"did connect to host");
 [acceptSocket readDataWithTimeout:-1 tag:1];
 }
 
 - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag{
 NSLog(@"did read data");
 NSString* message = [[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding] autorelease];
 NSLog(@"message is: \n%@",message);
 [acceptSocket writeData:data withTimeout:2 tag:1];
 }
 
 - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag{
 NSLog(@"message did write");
 [acceptSocket readDataWithTimeout:-1 tag:1];
 }
 
 - (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock willDisconnectWithError:(NSError *)err{
 NSLog(@"onSocket:%p willDisconnectWithError:%@", sock, err);
 }
 
 - (void)onSocketDidDisconnect:(AsyncSocket *)sock{
 NSLog(@"socket did disconnect");
 [acceptSocket release];
 acceptSocket=nil;
 }

这里timeout设置为-1,这样就可以保持长连接状态。

编写简单的UDP应用

首先,编写发送UDP数据报的示例。这需要有个服务器端能接收到内容。用Java写了个简单的接收端:
 
public static void main(String[] args) throws IOException {
 InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("0.0.0.0", 5555);
 DatagramSocket datagramSocket=new DatagramSocket(address);
 
 System.out.println("start udp server");
 
 byte[] buffer=new byte[1024];
 
 for(;;){
 DatagramPacket datagramPacket=new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
 datagramSocket.receive(datagramPacket);
 System.out.println("receive data:"+new String(datagramPacket.getData(),0,datagramPacket.getLength()));
 }
}

下面写发送的代码:

AsyncUdpSocket *socket=[[AsyncUdpSocket alloc]initWithDelegate:self];
 
NSData *data=[@"Hello from iPhone" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[socket sendData:data toHost:@"192.168.0.165" port:5555 withTimeout:-1 tag:1];
NSLog(@"send upd complete.");

执行后,在接收端成功输出如下内容:

下面,写个接收端的代码:


AsyncUdpSocket *socket=[[AsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self];
 
 NSError *error = nil;
 [socket bindToPort:5555 error:&error];
 
 if (error) {
 NSLog(@"error: %@",error);
 }
 
 [socket receiveWithTimeout:-1 tag:1];
 NSLog(@"start udp server");

另外,至少写这个delegate方法:
 
- (BOOL)onUdpSocket:(AsyncUdpSocket *)sock
 didReceiveData:(NSData *)data
 withTag:(long)tag
 fromHost:(NSString *)host
 port:(UInt16)port{
 NSLog(@"received data: %@",[[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding] autorelease]);
 return YES;
 }

发送端,还是用java写个测试代码:
 
public static void main(String[] args) throws IOException {
 DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
 byte[] buffer = "Hello!".getBytes();
 DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer,
 buffer.length, new InetSocketAddress("192.168.0.144", 5555));
 datagramSocket.send(datagramPacket);
 }

在iPhone日志中:
 

2011-07-20 15:23:33.571 SocketDemos[795:707] start udp server    
2011-07-20 15:23:47.395 SocketDemos[795:707] received data: Hello收到了数据报。

使用UDP发送和接收组播

这里主要关注的是接收,一方面是需求上要求,另一方面,碰到过Android Wifi获取组播问题,担心iOS也有类似的机制。后来测试发现没有那么麻烦(打开组播锁)。

为了测试,还是用java编写了个发送UDP广播的简单代码:

 
public static void main(String[] args) throws IOException {
 int port=3333;
 MulticastSocket socket=new MulticastSocket(port);
 InetAddress address=InetAddress.getByName("239.0.0.1");
 socket.joinGroup(address);
 byte[] data="Hello everyone.".getBytes();
 DatagramPacket datagramPacket=new DatagramPacket(data,data.length,address,port);
 socket.send(datagramPacket);
 System.out.println("send ok.");

编写的iOS代码:

 

AsyncUdpSocket *socket=[[AsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self];
 
 NSError *error = nil;
 [socket bindToPort:3333 error:&error];
 [socket enableBroadcast:YES error:&error];
 [socket joinMulticastGroup:@"239.0.0.1" error:&error];
 
 if (error) {
 NSLog(@"error: %@",error);
 }
 
 [socket receiveWithTimeout:-1 tag:1];
 NSLog(@"start udp server");

delegate和上面接收普通UDP一模一样:

 
- (BOOL)onUdpSocket:(AsyncUdpSocket *)sock
 didReceiveData:(NSData *)data
 withTag:(long)tag
 fromHost:(NSString *)host
 port:(UInt16)port{
 NSLog(@"received data: %@",[[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding] autorelease]);
 return YES;
}

测试得到的日志:
 
2011-07-20 16:14:30.338 SocketDemos[860:707] start udp server    
2011-07-20 16:14:42.829 SocketDemos[860:707] received data: Hello everyone.
发送组播和前面的UDP发送类似,只是多了要做join group的操作。这里就不多说了。

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