玩转iOS开发：iOS中的Socket编程(三)

CainLuo
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前言

前面第一讲, 讲的是Socket的基础知识, 如果没有去看的可以去了解一下玩转iOS开发：iOS中的Socket编程(一).

第二讲算是给第一讲补全了, 还有就是深入了一丢丢, 顺便也把HTTP和HTTPS也讲了一丢丢, 没有去看的朋友也可以去了解一下玩转iOS开发：iOS中的Socket编程(二).

那么最后这一讲呢, 会把代码给大家奉献上, 我想这也是很多人所期待的.

注意: 本文的项目是在Xcode 8.3.3, iOS 10, Mac OS 10.12.5环境下运行的.

Socket的库函数

在我们的Socket里到底有啥函数可以用呢? 我们一起来看看:

创建Socket的函数

// socket()函数用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接口的描述字及其所用的资源。如果协议protocol未指定(等于0), 则使用缺省的连接方式。
socket(af,type,protocol)

// 将一本地地址与一套接口捆绑。本函数适用于未连接的数据报或流类套接口，在connect()或listen()调用前使用。当用socket()创建套接口后，它便存在于一个名字空间（地址族）中，但并未赋名。bind()函数通过给一个未命名套接口分配一个本地名字来为套接口建立本地捆绑(主机地址/端口号).
bind(sockid, local addr, addrlen)

// 创建一个套接口并监听申请的连接.
listen( Sockid ,quenlen)

// 用于建立与指定socket的连接.
connect(sockid, destaddr, addrlen)

// 在一个套接口接受一个连接.
accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)

// 用于向一个已经连接的socket发送数据，如果无错误，返回值为所发送数据的总数，否则返回SOCKET_ERROR。
send(sockid, buff, bufflen) 

// 用于已连接的数据报或流式套接口进行数据的接收。
recv()

// 指向一指定目的地发送数据，sendto()适用于发送未建立连接的UDP数据包 （参数为SOCK_DGRAM）
sendto(sockid,buff,…,addrlen) 

// 用于从（已连接）套接口上接收数据，并捕获数据发送源的地址。
recvfrom()

// 关闭Socket连接
close(socked)

更详细的解释在常用socket函数详解里, 大家有需要可以去看看

C方式的Socket连接

刚刚说了一堆的只是函数, 那么我们来看看具体实现的代码, 顺便说说这里只是客户端的代码, 并没有服务端的:

// 需要导入<arpa/inet.h>，<netdb.h>两个头文件

- (void)createSocketConnect {

    NSString *host = @"192.168.1.58";
    NSNumber *port = @8888;

    // 创建 socket
    int socketFileDescriptor = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (socketFileDescriptor == -1) {
    
        NSLog(@"创建失败");
    
        return;
    }

    // 获取 IP 地址 
    struct hostent * remoteHostEnt = gethostbyname([host UTF8String]);

    if (remoteHostEnt == NULL) {

        close(socketFileDescriptor);
    
        NSLog(@"无法解析服务器的主机名");
     
        return;
    }

    struct in_addr * remoteInAddr = (struct in_addr *)remoteHostEnt->h_addr_list[0];

    // 设置 socket 参数
    struct sockaddr_in socketParameters;

    socketParameters.sin_family = AF_INET;
    socketParameters.sin_addr   = *remoteInAddr;
    socketParameters.sin_port   = htons([port intValue]);

    // 连接 socket
    int ret = connect(socketFileDescriptor, (struct sockaddr *) &socketParameters, sizeof(socketParameters));

    if (ret == -1) {

        close(socketFileDescriptor);
    
        NSLog(@"连接失败");
    
        return;
    }

    NSLog(@"连接成功");
}

以上就是比较难看懂的C版本的Socket连接的实现方式.

iOS中的Socket连接

在iOS中, 我们有好几种实现方式, 第一个就是使用苹果爸爸提供的数据刘方式, 也就是NSStream来发送和接收数据, 还可以设置数据流的代理, 对数据流的变化做出相对应的操作, 比如建立连接, 接收到数据, 关闭连接等等.

这里解释一下:

  • NSStream：NSStream继承自CFStream, 是数据流的父类，用于定义抽象特性，例如：打开、关闭代理，
  • NSInputStream：NSStream的子类，用于读取输入
  • NSOutputStream：NSStream的子类，用于写输出。

这里我来说说一个第三方的开源库CocoaAsyncSocket, 就不打算用原生去写了, 有兴趣的可以到苹果爸爸的Simple Code里面去找找, 或者去谷歌, 百度里搜搜一些代码.

这里要说一下, CocoaAsyncSocket是支持TCP和UDP两种传输协议的, 所以不用再自己去写一套.

- (IBAction)connectToServer:(id)sender {

    // 1.与服务器通过三次握手建立连接
    NSString *host = @"192.168.1.58";
    int port = 1212;

    //创建一个socket对象
    _socket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self 
                                         delegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];

    NSError *error = nil;

    // 开始连接
    [_socket connectToHost:host 
                    onPort:port 
                     error:&error];

    if (error) {
        NSLog(@"%@",error);
    }
}


#pragma mark - Socket代理方法
// 连接成功
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock 
didConnectToHost:(NSString *)host 
         port:(uint16_t)port {
         
    NSLog(@"%s",__func__);
}


// 断开连接
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock 
                 withError:(NSError *)err {
    if (err) {
        NSLog(@"连接失败");
    } else {
        NSLog(@"正常断开");
    }
}


// 发送数据
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock 
didWriteDataWithTag:(long)tag {

    NSLog(@"%s",__func__);

    //发送完数据手动读取，-1不设置超时
    [sock readDataWithTimeout:-1 
                          tag:tag];
}

// 读取数据
-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock 
  didReadData:(NSData *)data 
      withTag:(long)tag {
      
    NSString *receiverStr = [[NSString alloc] initWithData:data 
                                                  encoding:NSUTF8StringEncoding];
                                                  
    NSLog(@"%s %@",__func__,receiverStr);
}

基本上就酱紫就没啦, 如果觉得还不够, 那我们这里再来补充一个工程.

代码跟上

在这里我会用CocoaAsyncSocket写一个服务端和一个客户端, 服务端使用Mac OS的小程序, 负责输出日志就好了, 客户端就是我们的iOS端, 需要和服务端对接, 然后和服务端互发送消息.

iOS端:

iOS的代码在IMClient文件夹里, 而整个Socket的逻辑都在ChatContentViewModel里, 代码如下:

#import "ChatContentViewModel.h"

@interface ChatContentViewModel () <GCDAsyncSocketDelegate>

@property (nonatomic, strong, readwrite) GCDAsyncSocket *socket;

@end

@implementation ChatContentViewModel

#pragma mark - Bind IP Host And Post
- (void)createSocketConnect {
    
    NSString *host = @"127.0.0.1";
    NSInteger post = 8080;
    NSError *error;
    
    [self.socket connectToHost:host
                        onPort:post
                         error:&error];
    
    if (error) {
                
        [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"连接失败: %@", error.localizedDescription]];
        
        return;
    }
}

#pragma mark - Init Socket
- (GCDAsyncSocket *)socket {
    
    if (!_socket) {
        
        _socket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self
                                              delegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];
    }
    
    return _socket;
}

#pragma mark - Socket代理代理方法
// 成功连接
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didConnectToHost:(NSString *)host
          port:(uint16_t)port {
    
    [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"连接成功: %@", host]];

    [self.socket readDataWithTimeout:-1
                                 tag:0];
}

// 断开连接
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock
                  withError:(NSError *)err {
    if (err) {
        
        [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"连接失败: %@", err.localizedDescription]];
    } else {
        
        [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"正常断开: %@", err.localizedDescription]];
    }
}

// 发送消息
- (void)sendMessageWithString:(NSString *)message {
    
    [self.socket writeData:[message dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]
               withTimeout:-1
                       tag:0];
    
    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"发送给服务器的消息: %@", message];
    
    [self socketLogMessageWithString:sendMessage];
}

// 发送数据后的回调方法
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didWriteDataWithTag:(long)tag {
    
    // 发送完数据手动读取，-1不设置超时
    [self.socket readDataWithTimeout:-1
                                 tag:0];
    
    NSLog(@"消息发送成功, 用户ID号为: %ld", tag);
}

// 读取数据
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
   didReadData:(NSData *)data
       withTag:(long)tag {
        
    if (!data) {
        
        [self socketLogMessageWithString:@"并没有接收到服务器的消息"];
        
        return;
    }
    
    NSString *receiverStr = [[NSString alloc] initWithData:data
                                                  encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSLog(@"读取数据成功: %@", receiverStr);
    
    
    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"接收到的服务器消息: %@", receiverStr];
    
    [self socketLogMessageWithString:sendMessage];
}

#pragma mark - Log Message
- (void)socketLogMessageWithString:(NSString *)string {
    
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

        if (self.chatContentSendMessage) {
            
            self.chatContentSendMessage(string);
        }
    });
}

@end

布局代码这里就不演示了, 没啥好演示的, 效果图:

1

Mac端

Mac的Socket逻辑在SocketViewModel文件夹里, 主要代码:

#import "SocketViewModel.h"

@interface SocketViewModel () <GCDAsyncSocketDelegate>

@property (nonatomic, strong) GCDAsyncSocket *serverSocket;
@property (nonatomic, strong) GCDAsyncSocket *clientSocket;

@end

@implementation SocketViewModel

#pragma mark - 绑定IP地址和端口号
- (void)createSocketWithClient {
    
    NSInteger post = 8080;
    NSError *error;
    
    [self.serverSocket acceptOnPort:post
                              error:&error];
    
    if (error) {
        
        NSString *errorString = [NSString stringWithFormat:@"连接客户端失败: %@", error.localizedDescription];
        
        [self changeLogTextViewWithString:errorString];

        return;
    }
}

- (void)sendMessageToClientWithString:(NSString *)string {
    
    [self.clientSocket writeData:[string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]
                     withTimeout:-1
                             tag:0];

    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"发送的消息为: %@", string];
    
    [self changeLogTextViewWithString:sendMessage];
}

- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didWriteDataWithTag:(long)tag {
    
    [self redClientSocket];
}

- (void)redClientSocket {
    
    [self.clientSocket readDataWithTimeout:-1
                                       tag:0];
}

#pragma mark - Init Socket
- (GCDAsyncSocket *)serverSocket {
    
    if (!_serverSocket) {
        
        _serverSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self
                                             delegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];
    }
    
    return _serverSocket;
}

#pragma mark - Socket Delegate
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didAcceptNewSocket:(GCDAsyncSocket *)newSocket {

    if (!newSocket) {
        
        [self changeLogTextViewWithString:@"链接客户端失败"];

        return;
    }
    
    self.clientSocket = newSocket;
    
    [self changeLogTextViewWithString:@"客户端连接成功"];
    
    [self redClientSocket];
}

- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
   didReadData:(NSData *)data
       withTag:(long)tag {
    
    
    NSString *getMessage = @"";

    if (!data) {
        
        getMessage = @"读取数据失败";
        
        return;
    }
    
    NSString *string = [[NSString alloc] initWithData:data
                                             encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    getMessage = [NSString stringWithFormat:@"接收的消息为: %@", string];
    
    [self changeLogTextViewWithString:getMessage];
    
}

#pragma mark - Socket Log
- (void)changeLogTextViewWithString:(NSString *)string {
    
    if (self.messageWithClientSocket) {
        
        self.messageWithClientSocket(string);
    }
}

@end

看完之后, 这里需要注意一下, 由于是服务端, 这边是需要两个Socket, 一个是负责链接客户端, 一个是发送和读取客户端发来的消息.

Mac OS的布局都是在Storyboard, 这里就不演示了, 效果图:

2

开始连接

这里需要注意一点, Socket连接需要先开启服务端, 所以这里我是优先运行Mac OS的代码, 最后才运行iOS的代码, 由于我这里的设备问题, 所以效果图有些诧异, 大家看完之后可以自行去试试:

3

最后贴上几篇个人觉得不错的博文:

iOS 使用 socket 即时通信（非第三方库）

iOS之GCDAsyncSocket(TCP)

iOS即时通讯进阶 - CocoaAsyncSocket源码解析(Read篇终)

工程地址:

项目地址: https://github.com/CainRun/iOS-NetWork/tree/master/Socket编程(三)

最后

码字很费脑, 看官赏点饭钱可好

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