### Socket客户端和服务端的编程实现(C和Android)
#### 实验目的及要求
- **理解套接字(Socket)通信的基本原理和机制**：了解Socket的工作方式及其在网络通信中的作用。
- **理解进程间通信的机制**：熟悉不同进程之间如何通过Socket进行数据交换。
#### 实验内容
本实验的目标是开发一个基于Socket的客户端与服务端应用程序，能够实现在客户端与服务端之间的通信功能。本实验使用C语言编写服务端程序，并使用Android平台开发客户端程序。实验的具体要求如下：
- **编写客户端和服务器端代码**：创建能够正确建立Socket连接的客户端和服务端程序。
- **源代码附录**：提供完整的源代码，便于理解和验证。
#### 实验原理与设计
**Socket通信基础**
- **Socket定义**：Socket是网络通信的基础，是网络上两个程序通过一个双向的通信链路实现数据交换的端点。通常用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。
- **Socket的作用**：通过Socket，不同的程序可以在不同的主机或者同一主机的不同进程之间进行通信。
**Socket类型**
- **流式Socket(SOCK_STREAM)**：面向连接的Socket类型，适用于TCP服务应用。
- **数据报式Socket(SOCK_DGRAM)**：无连接的Socket类型，适用于UDP服务应用。
**Socket创建**
- **Socket函数**：`int socket(int domain, int type, int protocol);`
- `domain`参数指定协议族，例如`PF_INET`表示TCP/IP协议族。
- `type`参数指定Socket的类型，如`SOCK_STREAM`或`SOCK_DGRAM`。
- `protocol`通常设为0，表示使用默认协议。
#### 服务端核心代码详解
以下是对服务端核心代码的分析：
```csharp
// 定义了一个类 FormServer 继承自 Form
public partial class FormServer : Form
{
// 创建一个 ArrayList 用于保存与客户相关的信息
private ArrayList friends = new ArrayList();
// 负责监听的套接字
private TcpListener listener;
// 标志是否已经启动了监听
private bool IsStart = false;
// 定义委托 AppendDelegate 用于向列表中添加字符串
private delegate void AppendDelegate(string str);
private AppendDelegate AppendString;
// 定义委托 AddDelegate 用于向列表中添加客户信息
private delegate void AddDelegate(MyFriend frd);
private AddDelegate Addfriend;
// 定义委托 ReDelegate 用于从列表中移除客户信息
private delegate void ReDelegate(MyFriend frd);
private ReDelegate Removefriend;
public FormServer()
{
InitializeComponent();
}
// 启动服务端的方法
private void StartServer()
{
if (!IsStart)
{
// 初始化监听端口
listener = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 4567);
// 开始监听
listener.Start();
// 设置标志位
IsStart = true;
// 开启新线程接收客户端连接
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AcceptClients));
}
}
// 接收客户端连接的方法
private void AcceptClients(object state)
{
while (IsStart)
{
// 阻塞等待客户端连接
TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
// 处理客户端连接
HandleClient(client);
}
}
// 处理客户端连接的方法
private void HandleClient(TcpClient client)
{
// 添加客户信息到列表
MyFriend friend = new MyFriend(client);
friends.Add(friend);
// 在列表中显示客户信息
AppendString($"Client {client.Client.RemoteEndPoint} connected.");
// 开启新线程处理客户端数据
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(ReceiveData), friend);
}
// 接收客户端数据的方法
private void ReceiveData(object state)
{
MyFriend friend = (MyFriend)state;
// 循环接收数据
while (true)
{
try
{
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesReceived = friend.Stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
string data = Encoding.ASCII.GetString(buffer, 0, bytesReceived);
Console.WriteLine($"Received from {friend.Client.Client.RemoteEndPoint}: {data}");
// 在列表中显示接收的数据
AppendString($"Received from {friend.Client.Client.RemoteEndPoint}: {data}");
// 发送响应给客户端
friend.Stream.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("Echo: " + data), 0, data.Length);
}
catch (Exception ex)
{
// 如果出现异常，表示客户端已断开连接
AppendString($"Client {friend.Client.Client.RemoteEndPoint} disconnected.");
break;
}
}
// 移除客户信息
friends.Remove(friend);
Removefriend(friend);
}
}
```
#### 总结
本实验通过实际编写客户端和服务端程序，加深了对Socket通信机制的理解。服务端程序使用C#编写，主要实现了客户端连接的接受、处理以及数据的接收和发送等功能。客户端程序则在Android平台上实现，用于与服务端进行通信。通过本实验，可以进一步了解Socket的工作原理及其在网络编程中的应用。
