玩轉iOS開發：iOS中的Socket程式設計(三)

文章分享至我的個人技術部落格: https://cainluo.github.io/14987481154595.html

---

前言

前面第一講, 講的是Socket的基礎知識, 如果沒有去看的可以去了解一下玩轉iOS開發：iOS中的Socket程式設計(一).

第二講算是給第一講補全了, 還有就是深入了一丟丟, 順便也把HTTP和HTTPS也講了一丟丟, 沒有去看的朋友也可以去了解一下玩轉iOS開發：iOS中的Socket程式設計(二).

那麼最後這一講呢, 會把程式碼給大家奉獻上, 我想這也是很多人所期待的.

注意: 本文的專案是在Xcode 8.3.3, iOS 10, Mac OS 10.12.5環境下執行的.

---

Socket的庫函式

在我們的Socket裡到底有啥函式可以用呢? 我們一起來看看:

建立Socket的函式

// socket()函式用於根據指定的地址族、資料型別和協議來分配一個套介面的描述字及其所用的資源。如果協議protocol未指定(等於0), 則使用預設的連線方式。
socket(af,type,protocol)

// 將一本地地址與一套介面捆綁。本函式適用於未連線的資料包或流類套介面，在connect()或listen()呼叫前使用。當用socket()建立套介面後，它便存在於一個名字空間（地址族）中，但並未賦名。bind()函式通過給一個未命名套介面分配一個本地名字來為套介面建立本地捆綁(主機地址/埠號).
bind(sockid, local addr, addrlen)

// 建立一個套介面並監聽申請的連線.
listen( Sockid ,quenlen)

// 用於建立與指定socket的連線.
connect(sockid, destaddr, addrlen)

// 在一個套介面接受一個連線.
accept(Sockid，Clientaddr, paddrlen)

// 用於向一個已經連線的socket傳送資料，如果無錯誤，返回值為所傳送資料的總數，否則返回SOCKET_ERROR。
send(sockid, buff, bufflen) 

// 用於已連線的資料包或流式套介面進行資料的接收。
recv()

// 指向一指定目的地傳送資料，sendto()適用於傳送未建立連線的UDP資料包 （引數為SOCK_DGRAM）
sendto(sockid,buff,…,addrlen) 

// 用於從（已連線）套介面上接收資料，並捕獲資料傳送源的地址。
recvfrom()

// 關閉Socket連線
close(socked)
複製程式碼

更詳細的解釋在常用socket函式詳解裡, 大家有需要可以去看看

---

C方式的Socket連線

剛剛說了一堆的只是函式, 那麼我們來看看具體實現的程式碼, 順便說說這裡只是客戶端的程式碼, 並沒有服務端的:

// 需要匯入<arpa/inet.h>，<netdb.h>兩個標頭檔案

- (void)createSocketConnect {

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

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

    if (socketFileDescriptor == -1) {
    
        NSLog(@"建立失敗");
    
        return;
    }

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

    if (remoteHostEnt == NULL) {

        close(socketFileDescriptor);
    
        NSLog(@"無法解析伺服器的主機名");
     
        return;
    }

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

    // 設定 socket 引數
    struct sockaddr_in socketParameters;

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

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

    if (ret == -1) {

        close(socketFileDescriptor);
    
        NSLog(@"連線失敗");
    
        return;
    }

    NSLog(@"連線成功");
}

複製程式碼

以上就是比較難看懂的C版本的Socket連線的實現方式.

---

iOS中的Socket連線

在iOS中, 我們有好幾種實現方式, 第一個就是使用蘋果爸爸提供的資料劉方式, 也就是NSStream來傳送和接收資料, 還可以設定資料流的代理, 對資料流的變化做出相對應的操作, 比如建立連線, 接收到資料, 關閉連線等等.

這裡解釋一下:

• NSStream：NSStream繼承自CFStream, 是資料流的父類，用於定義抽象特性，例如：開啟、關閉代理，
• NSInputStream：NSStream的子類，用於讀取輸入
• NSOutputStream：NSStream的子類，用於寫輸出。

這裡我來說說一個第三方的開源庫CocoaAsyncSocket, 就不打算用原生去寫了, 有興趣的可以到蘋果爸爸的Simple Code裡面去找找, 或者去谷歌, 百度裡搜搜一些程式碼.

這裡要說一下, CocoaAsyncSocket是支援TCP和UDP兩種傳輸協議的, 所以不用再自己去寫一套.

- (IBAction)connectToServer:(id)sender {

    // 1.與伺服器通過三次握手建立連線
    NSString *host = @"192.168.1.58";
    int port = 1212;

    //建立一個socket物件
    _socket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self 
                                         delegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];

    NSError *error = nil;

    // 開始連線
    [_socket connectToHost:host 
                    onPort:port 
                     error:&error];

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


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


// 斷開連線
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock 
                 withError:(NSError *)err {
    if (err) {
        NSLog(@"連線失敗");
    } else {
        NSLog(@"正常斷開");
    }
}


// 傳送資料
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock 
didWriteDataWithTag:(long)tag {

    NSLog(@"%s",__func__);

    //傳送完資料手動讀取，-1不設定超時
    [sock readDataWithTimeout:-1 
                          tag:tag];
}

// 讀取資料
-(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock 
  didReadData:(NSData *)data 
      withTag:(long)tag {
      
    NSString *receiverStr = [[NSString alloc] initWithData:data 
                                                  encoding:NSUTF8StringEncoding];
                                                  
    NSLog(@"%s %@",__func__,receiverStr);
}
複製程式碼

基本上就醬紫就沒啦, 如果覺得還不夠, 那我們這裡再來補充一個工程.

---

程式碼跟上

在這裡我會用CocoaAsyncSocket寫一個服務端和一個客戶端, 服務端使用Mac OS的小程式, 負責輸出日誌就好了, 客戶端就是我們的iOS端, 需要和服務端對接, 然後和服務端互傳送訊息.

iOS端:

iOS的程式碼在IMClient資料夾裡, 而整個Socket的邏輯都在ChatContentViewModel裡, 程式碼如下:

#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:@"連線失敗: %@", 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
// 成功連線
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didConnectToHost:(NSString *)host
          port:(uint16_t)port {
    
    [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"連線成功: %@", host]];

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

// 斷開連線
- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock
                  withError:(NSError *)err {
    if (err) {
        
        [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"連線失敗: %@", err.localizedDescription]];
    } else {
        
        [self socketLogMessageWithString:[NSString stringWithFormat:@"正常斷開: %@", err.localizedDescription]];
    }
}

// 傳送訊息
- (void)sendMessageWithString:(NSString *)message {
    
    [self.socket writeData:[message dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]
               withTimeout:-1
                       tag:0];
    
    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"傳送給伺服器的訊息: %@", message];
    
    [self socketLogMessageWithString:sendMessage];
}

// 傳送資料後的回撥方法
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
didWriteDataWithTag:(long)tag {
    
    // 傳送完資料手動讀取，-1不設定超時
    [self.socket readDataWithTimeout:-1
                                 tag:0];
    
    NSLog(@"訊息傳送成功, 使用者ID號為: %ld", tag);
}

// 讀取資料
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock
   didReadData:(NSData *)data
       withTag:(long)tag {
        
    if (!data) {
        
        [self socketLogMessageWithString:@"並沒有接收到伺服器的訊息"];
        
        return;
    }
    
    NSString *receiverStr = [[NSString alloc] initWithData:data
                                                  encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSLog(@"讀取資料成功: %@", receiverStr);
    
    
    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"接收到的伺服器訊息: %@", 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
複製程式碼

佈局程式碼這裡就不演示了, 沒啥好演示的, 效果圖:

Mac端

Mac的Socket邏輯在SocketViewModel資料夾裡, 主要程式碼:

#import "SocketViewModel.h"

@interface SocketViewModel () <GCDAsyncSocketDelegate>

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

@end

@implementation SocketViewModel

#pragma mark - 繫結IP地址和埠號
- (void)createSocketWithClient {
    
    NSInteger post = 8080;
    NSError *error;
    
    [self.serverSocket acceptOnPort:post
                              error:&error];
    
    if (error) {
        
        NSString *errorString = [NSString stringWithFormat:@"連線客戶端失敗: %@", error.localizedDescription];
        
        [self changeLogTextViewWithString:errorString];

        return;
    }
}

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

    NSString *sendMessage = [NSString stringWithFormat:@"傳送的訊息為: %@", 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:@"連結客戶端失敗"];

        return;
    }
    
    self.clientSocket = newSocket;
    
    [self changeLogTextViewWithString:@"客戶端連線成功"];
    
    [self redClientSocket];
}

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

    if (!data) {
        
        getMessage = @"讀取資料失敗";
        
        return;
    }
    
    NSString *string = [[NSString alloc] initWithData:data
                                             encoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    getMessage = [NSString stringWithFormat:@"接收的訊息為: %@", string];
    
    [self changeLogTextViewWithString:getMessage];
    
}

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

@end
複製程式碼

看完之後, 這裡需要注意一下, 由於是服務端, 這邊是需要兩個Socket, 一個是負責連結客戶端, 一個是傳送和讀取客戶端發來的訊息.

Mac OS的佈局都是在Storyboard, 這裡就不演示了, 效果圖:

---

開始連線

這裡需要注意一點, Socket連線需要先開啟服務端, 所以這裡我是優先執行Mac OS的程式碼, 最後才執行iOS的程式碼, 由於我這裡的裝置問題, 所以效果圖有些詫異, 大家看完之後可以自行去試試:

最後貼上幾篇個人覺得不錯的博文:

iOS 使用 socket 即時通訊（非第三方庫）

iOS之GCDAsyncSocket(TCP)

iOS即時通訊進階 - CocoaAsyncSocket原始碼解析(Read篇終)

---

工程地址:

專案地址: https://github.com/CainRun/iOS-NetWork/tree/master/Socket程式設計(三)

---

最後

碼字很費腦, 看官賞點飯錢可好