C#基于Socket的TCP通讯例程 Server Client

一、简单了解服务端和客户端各自的功能

首先应该清楚服务端（Server）和客户端（Client）它们各自的功能。
（1）服务端（Server）：负责接收客户端的请求，然后根据客户端请求的内容不同而给客户端返回相应的数据。
（2）客户端（Client）：接服务端，向服务端发送自己的业务需求（也就是数据），然后接受服务端返回过来的信息。
（3）分析服务端和客户端的功能，可以很清楚的知道，它们完成了数据之间的交流，或者说是业务之间的相互传递与获取。

二、服务器与客户端之间信息传递的桥梁（Socket）

（1）服务器和客户端进行信息传递的通道，socket套接字分为很多种类型，它是一个协议族，常用的协议TCP/IP和UDP两种。
（2）简单来说就是通过socket协议能够进行通信，每种编程语言socket的写法都八九不离十，创建socket通信的步骤都十分接近。
（3）服务端socket和客户端socket通过对方的IP地址和对应应用程序的PORT（端口号）进行连接和数据传输。

三、代码功能

功能如下：
1、基础功能包括服务器开启监听服务，监听客户端，可以断开监听，客户端可以连接服务器，断开服务器，当客户端和服务器连接成功后，两者可以相互通讯；
2、扩展功能包括一个服务器可以连接多个客户端，每个客户端连接成功后，都会记录并显示对应的IP及端口，断开后删除对应的IP及端口，在发送消息时会加上对应的IP及端口，服务器在发送消息时，可以在列表那选择某个客户端进行发送消息，也可以对所有客户端进行群发消息。

四、代码实现效果图

五、代码实现

服务器的.cs文件

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace TcpMsgServer
{
    public partial class FrmServer : Form
    {
        public FrmServer()
        {
            InitializeComponent();
            //关闭对文本框的非法线程操作检查
            TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

        Thread threadWatch = null; //负责监听客户端的线程
        Socket socketWatch = null; //负责监听客户端的套接字     

        Dictionary<string, Socket> dict = new Dictionary<string, Socket>(); //套接字集合
        Dictionary<string, Thread> dictThread = new Dictionary<string, Thread>();  //线程集合

        /// <summary>
        /// 启动服务
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnServerConn_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //定义一个套接字用于监听客户端发来的信息 包含3个参数(IP4寻址协议,流式连接,TCP协议)
                socketWatch = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                //服务端发送信息 需要1个IP地址和端口号              
                IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim());  //获取文本框输入的IP地址
                //将IP地址和端口号绑定到网络节点endpoint上 
                IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim())); //获取文本框上输入的端口号
                //监听绑定的网络节点
                socketWatch.Bind(endpoint);
                //将套接字的监听队列长度限制为20
                socketWatch.Listen(20);
                //创建一个监听委托
                ThreadStart ts = new ThreadStart(WatchConnecting);
                //创建一个监听线程 
                threadWatch = new Thread(ts);
                //将窗体线程设置为与后台同步
                threadWatch.IsBackground = true;
                //启动线程
                threadWatch.Start();
                //启动线程后 txtMsg文本框显示相应提示
                txtMsg.AppendText("开始监听客户端传来的信息!" + "\r\n");

                this.btnServerConn.Enabled = false;
                this.btnServerDisConn.Enabled = true;
            }
            catch (Exception ex) {
                Console.WriteLine("错误："+ex.ToString());
                txtMsg.AppendText("服务端启动服务失败!" + "\r\n");
                this.btnServerConn.Enabled = true;
            }
        }

        private void btnServerDisConn_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //有问题
            socketWatch.Close();
            threadWatch.Abort();
            
            txtMsg.AppendText("结束监听客户端传来的信息!" + "\r\n");
            this.btnServerConn.Enabled = true;
            this.btnServerDisConn.Enabled = false;

        }


        //创建一个负责和客户端通信的套接字 
        Socket socConnection = null;

        /// <summary>
        /// 监听客户端发来的请求
        /// </summary>
        private void WatchConnecting()
        {
            while (true)  //持续不断监听客户端发来的请求
            {
                try
                {

                    socConnection = socketWatch.Accept();  //等待客户端的连接 并且创建一个负责通信的Socket        
                    // 向列表控件中添加客户端的IP信息；
                    lb_ipOnline.Items.Add(socConnection.RemoteEndPoint.ToString());
                    // 将与客户端连接的 套接字 对象添加到集合中；
                    dict.Add(socConnection.RemoteEndPoint.ToString(), socConnection);
                    //txtMsg.AppendText("客户端连接成功! " + "\r\n");
                    txtMsg.AppendText(socConnection.RemoteEndPoint.ToString() + "客户端连接成功! " + "\r\n"); //客户端IP
                    //创建一个通信线程 
                    ParameterizedThreadStart pts = new ParameterizedThreadStart(ServerRecMsg);
                    Thread thr = new Thread(pts);
                    thr.IsBackground = true;
                    //启动线程
                    thr.Start(socConnection);

                    dictThread.Add(socConnection.RemoteEndPoint.ToString(), thr);   // 将新建的线程 添加 到线程的集合中去。
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine("错误：" + ex.ToString());
                    txtMsg.AppendText("客户端连接失败!" + "\r\n");
                }
                
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送信息到客户端的方法
        /// </summary>
        /// <param name="sendMsg">发送的字符串信息</param>
        private void ServerSendMsg(string sendMsg)
        {
            string strKey = "";
            try
            {
                //将输入的字符串转换成 机器可以识别的字节数组
                byte[] arrSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);
                //向客户端发送字节数组信息
                //socConnection.Send(arrSendMsg);

                
                strKey = lb_ipOnline.Text.Trim();
                if (string.IsNullOrEmpty(strKey))   // 判断是不是选择了发送的对象；
                {
                    MessageBox.Show("请选择你要发送的好友！！！");
                }
                else
                {
                    dict[strKey].Send(arrSendMsg);// 解决了 sokConnection是局部变量，不能再本函数中引用的问题；

                    //将发送的字符串信息附加到文本框txtMsg上
                    txtMsg.AppendText(socConnection.LocalEndPoint.ToString() + "服务器 " + GetCurrentTime() + "\r\n" + sendMsg + "\r\n");                    
                }                

            }
            catch (Exception ex) {
                Console.WriteLine("错误：" + ex.ToString());
                txtMsg.AppendText(dict[strKey].RemoteEndPoint.ToString() + "客户端已断开连接,无法发送信息！" + "\r\n");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送信息到客户端的方法
        /// </summary>
        /// <param name="sendMsg">发送的字符串信息</param>
        private void ServerSendMsgAll(string sendMsg)
        {
            
            try
            {
                //将输入的字符串转换成 机器可以识别的字节数组
                byte[] arrSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);
                //向客户端发送字节数组信息
                //socConnection.Send(arrSendMsg);

                foreach (Socket s in dict.Values)
                {
                    //s.Send(arrMsg);
                    s.Send(arrSendMsg);                    
                }
                txtMsg.AppendText(socConnection.LocalEndPoint.ToString() + "服务器群发 " + GetCurrentTime() + "\r\n" + sendMsg + "\r\n");

            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine("错误：" + ex.ToString());
                txtMsg.AppendText("客户端已断开连接,无法发送信息！" + "\r\n");
            }
        }


        /// <summary>
        /// 接收客户端发来的信息 
        /// </summary>
        /// <param name="socketClientPara">客户端套接字对象</param>
        private void ServerRecMsg(object socketClientPara)
        {
            Socket socketServer = socketClientPara as Socket; //类型转换 objec->Socket
            while (true)
            {
                //创建一个内存缓冲区 其大小为1024*1024字节  即1M
                byte[] arrServerRecMsg = new byte[1024 * 1024];
                try
                {
                    //将接收到的信息存入到内存缓冲区,并返回其字节数组的长度
                    int length = socketServer.Receive(arrServerRecMsg);
                    //将机器接受到的字节数组转换为人可以读懂的字符串
                    string strSRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrServerRecMsg, 0, length);
                    Console.WriteLine(length);
                    if (strSRecMsg.Length != 0)
                    {
                        //将发送的字符串信息附加到文本框txtMsg上   客户端IP 时间  消息
                        
                        txtMsg.AppendText(socketServer.RemoteEndPoint.ToString() + "客户端 " + GetCurrentTime() + "\r\n" + strSRecMsg + "\r\n");
                        System.Console.WriteLine(strSRecMsg);
                    }
                    
                }
                catch (Exception ex) {
                    Console.WriteLine("错误：" + ex.ToString());
                    txtMsg.AppendText(socketServer.RemoteEndPoint.ToString() + "客户端已断开连接！" + "\r\n");

                    // 从 通信套接字 集合中删除被中断连接的通信套接字；
                    dict.Remove(socketServer.RemoteEndPoint.ToString());
                    // 从通信线程集合中删除被中断连接的通信线程对象；
                    dictThread.Remove(socketServer.RemoteEndPoint.ToString());
                    // 从列表中移除被中断的连接IP
                    lb_ipOnline.Items.Remove(socketServer.RemoteEndPoint.ToString());

                    break;
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送消息到客户端
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (this.txtSendMsg.Text.Trim() != "")
            {
                //调用 ServerSendMsg方法  发送信息到客户端
                ServerSendMsg(this.txtSendMsg.Text.Trim()); //.Trim()是删除字符串头部及尾部出现的空格
                this.txtSendMsg.Clear();
            }
            
        }

        private void btnSendMsgAll_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (this.txtSendMsg.Text.Trim() != "")
            {
                //调用 ServerSendMsgAll方法  群发信息到客户端
                ServerSendMsgAll(this.txtSendMsg.Text.Trim()); //.Trim()是删除字符串头部及尾部出现的空格
                this.txtSendMsg.Clear();
            }
        }


        /// <summary>
        /// 快捷键 Enter 发送信息
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void txtSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
        {
            //如果用户按下了Enter键
            if (e.KeyCode == Keys.Enter)
            {
                //则调用 服务器向客户端发送信息的方法
                ServerSendMsg(this.txtSendMsg.Text.Trim());//.Trim()是删除字符串头部及尾部出现的空格
                this.txtSendMsg.Clear();
            }
        }



        /// <summary>
        /// 获取当前系统时间的方法
        /// </summary>
        /// <returns>当前时间</returns>
        private DateTime GetCurrentTime()
        {
            DateTime currentTime = new DateTime();
            currentTime = DateTime.Now;
            return currentTime;
        }

        /// <summary>
        /// 获取本地IPv4地址
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IPAddress GetLocalIPv4Address() {
            IPAddress localIpv4 = null;
            //获取本机所有的IP地址列表
            IPAddress[] IpList = Dns.GetHostAddresses(Dns.GetHostName());
            //循环遍历所有IP地址
            foreach (IPAddress IP in IpList) {
                //判断是否是IPv4地址
                if (IP.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork)
                {
                    localIpv4 = IP;
                }
                else {
                    continue;
                }
            }
            return localIpv4;
        }

        /// <summary>
        /// 获取本地IP事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnGetLocalIP_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //接收IPv4的地址
            IPAddress localIP = GetLocalIPv4Address();
            //赋值给文本框
            this.txtIP.Text = localIP.ToString();
           
        }


    }
}

客户端的.cs文件代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace TcpMsgClient
{
    public partial class FrmClient : Form
    {
        public FrmClient()
        {
            InitializeComponent();
            //关闭对文本框的非法线程操作检查
            TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }
        //创建 1个客户端套接字 和1个负责监听服务端请求的线程  
        Socket socketClient = null;
        Thread threadClient = null;

        /// <summary>
        /// 连接服务端事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnListenServer_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //定义一个套字节监听  包含3个参数(IP4寻址协议,流式连接,TCP协议)
            socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            ////需要获取文本框中的IP地址
            //IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim());
            //获取文本框中的域名解析后赋值到IP文本框内
            if(this.txtDns.Text.Trim() != "")
            {
                this.txtIP.Text = Dns.GetHostEntry(this.txtDns.Text.Trim()).AddressList[0].ToString();
            }            

            IPAddress ipaddress = IPAddress.Parse(this.txtIP.Text.Trim()); ;
            //将获取的ip地址和端口号绑定到网络节点endpoint上
            IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(ipaddress, int.Parse(this.txtPort.Text.Trim()));
            //这里客户端套接字连接到网络节点(服务端)用的方法是Connect 而不是Bind
            try
            {
                socketClient.Connect(endpoint);
                this.txtMsg.AppendText("客户端连接服务器端成功！" + "\r\n");
                this.btnListenServer.Enabled = false;
                //创建一个监听委托
                ThreadStart ts = new ThreadStart(RecMsg);
                //创建一个线程用于监听服务端发来的消息
                threadClient = new Thread(ts);
                //将窗体线程设置为与后台同步
                threadClient.IsBackground = true;
                //启动线程
                threadClient.Start();

                this.btnListenServer.Enabled = false;
                this.btnStopServer.Enabled = true;
            }
            catch (Exception ex) {
                Console.WriteLine("错误信息：" + ex.ToString());
                this.txtMsg.AppendText("远程服务端断开，连接失败！" + "\r\n");
            }         
        }

        private void btnStopServer_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            socketClient.Close();
            threadClient.Abort();
            this.btnListenServer.Enabled = true;
            this.btnStopServer.Enabled = false;
        }

        /// <summary>
        /// 接收服务端发来信息的方法
        /// </summary>
        private void RecMsg()
        {
            while (true) //持续监听服务端发来的消息
            {
                try
                {
                    //定义一个1M的内存缓冲区 用于临时性存储接收到的信息
                    byte[] arrRecMsg = new byte[1024 * 1024];
                    //将客户端套接字接收到的数据存入内存缓冲区, 并获取其长度
                    int length = socketClient.Receive(arrRecMsg);
                    //将套接字获取到的字节数组转换为人可以看懂的字符串
                    string strRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrRecMsg, 0, length);
                    //string strRecMsg = Encoding.UTF8.GetString(arrRecMsg, 2, length);
                    //将发送的信息追加到聊天内容文本框中
                    txtMsg.AppendText(socketClient.RemoteEndPoint.ToString() + "服务端 " + GetCurrentTime() + "\r\n" + strRecMsg + "\r\n");
                }
                catch (Exception ex) {
                    Console.WriteLine("错误信息：" + ex.ToString());
                    this.txtMsg.AppendText("远程服务器已中断连接！"+"\r\n");
                    this.btnListenServer.Enabled = true;
                    break;
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 发送字符串信息到服务端的方法
        /// </summary>
        /// <param name="sendMsg">发送的字符串信息</param>
        private void ClientSendMsg(string sendMsg)
        {
            try { 
                 //将输入的内容字符串转换为机器可以识别的字节数组
                byte[] arrClientSendMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);
                Console.WriteLine(arrClientSendMsg);
                //调用客户端套接字发送字节数组
                socketClient.Send(arrClientSendMsg);
                //将发送的信息追加到聊天内容文本框中
                txtMsg.AppendText(socketClient.LocalEndPoint.ToString() + "客户端" + GetCurrentTime() + "\r\n" + sendMsg + "\r\n");
            }
            catch(Exception ex){
                Console.WriteLine("错误信息：" + ex.ToString());
                this.txtMsg.AppendText("远程服务器已中断连接,无法发送消息！" + "\r\n");
            }
        }

        private void btnSendMsg_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //调用ClientSendMsg方法 将文本框中输入的信息发送给服务端
            ClientSendMsg(this.txtClientSendMsg.Text.Trim());
            this.txtClientSendMsg.Clear();
        }

        private void txtClientSendMsg_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
        {
            //当光标位于文本框时 如果用户按下了键盘上的Enter键 
            if (e.KeyCode == Keys.Enter)
            {
                //则调用客户端向服务端发送信息的方法
                ClientSendMsg(this.txtClientSendMsg.Text.Trim());
                this.txtClientSendMsg.Clear();
            }
        }

        /// <summary>
        /// 获取当前系统时间的方法
        /// </summary>
        /// <returns>当前时间</returns>
        private DateTime GetCurrentTime()
        {
            DateTime currentTime = new DateTime();
            currentTime = DateTime.Now;
            return currentTime;
        }


    }
}

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