IOS开发网络篇—Socket编程详解

一、网络各个协议：tcp/ip、socket、http等

网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层，是网络工程师所研究的对象；

传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容。

http协议对应于应用层

tcp协议对应于传输层

ip协议对应于网络层

三者本质上没有可比性。  何况http协议是基于tcp连接的。

tcp/ip是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而http是应用层协议，主要解决如何包装数据。

我 们在传输数据时，可以只使用传输层（tcp/ip），但是那样的话，由于没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用应用层 协议，应用层协议很多，有http、ftp、telnet等等，也可以自己定义应用层协议。web使用http作传输层协议，以封装http文本信息，然 后使用tcp/ip做传输层协议将它发送到网络上。socket是对tcp/ip协议的封装，socket本身并不是协议，而是一个调用接口（api），通过socket，我们才能使用tcp/ip协议。

二、http和socket连接区别

相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道http与socket连接究竟有什么区别，希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

2.1、tcp连接

要想明白socket连接，先要明白tcp连接。手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了tcp/ip协议，可以使手机终端通过无线网络建立tcp连接。tcp协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个tcp连接需要经过“三次握手”：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入syn_send状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的syn（ack=j+1），同时自己也发送一个syn包（syn=k），即syn+ack包，此时服务器进入syn_recv状态；

第三次握手：客户端收到服务器的syn＋ack包，向服务器发送确认包ack(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入established状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，tcp连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，tcp连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开tcp连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）

2.2、http连接

http协议即超文本传送协议(hypertexttransfer protocol )，是web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，http协议是建立在tcp协议之上的一种应用。

http连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在http 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在http 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由于http在每次请求结束后都会主动释放连接，因此http连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

三、socket原理

3.1、套接字（socket）概念

套接字（socket）是通信的基石，是支持tcp/ip协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的ip地址，本地进程的协议端口，远地主机的ip地址，远地进程的协议端口。

应用层通过传输层进行数据通信时，tcp会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个tcp连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个

tcp协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与tcp／ip协议交互提供了套接字(socket)接口。应用层可以和传输层通过socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

3.2 、建立socket连接

建立socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为clientsocket，另一个运行于服务器端，称为serversocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3.3、socket连接与tcp连接

创建socket连接时，可以指定使用的传输层协议，socket可以支持不同的传输层协议（tcp或udp），当使用tcp协议进行连接时，该socket连接就是一个tcp连接。

3.4、socket连接与http连接

由于通常情况下socket连接就是tcp连接，因此socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而http连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是socket连接，服务器就可以直接将数据传送给

客户端；若双方建立的是http连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

这里我们使用socket实现一个聊天室的功能，关于服务器这里的就不介绍了

一：再头文件中第一输入流和输出流和一个消息数组

@interfaceviewcontroller (){

nsinputstream *_inputstream;//对应输入流

nsoutputstream *_outputstream;//对应输出流

}

@property (weak, nonatomic) iboutlet nslayoutconstraint *inputviewconstraint;

@property (weak, nonatomic) iboutlet uitableview *tableview;

@property (nonatomic, strong) nsmutablearray *chatmsgs;//聊天消息数组

@end
懒加载这个消息数组

-(nsmutablearray *)chatmsgs{

if(!_chatmsgs) {

_chatmsgs =[nsmutablearray array];

}

return_chatmsgs;

}

二：实现输入输出流的监听

-(void)stream:(nsstream *)astream handleevent:(nsstreamevent)eventcode{

nslog(@"%@",[nsthread currentthread]);

//nsstreameventopencompleted = 1ul << 0,//输入输出流打开完成//nsstreameventhasbytesavailable = 1ul << 1,//有字节可读//nsstreameventhasspaceavailable = 1ul << 2,//可以发放字节//nsstreameventerroroccurred = 1ul << 3,//连接出现错误//nsstreameventendencountered = 1ul << 4//连接结束

switch(eventcode) {

casensstreameventopencompleted:

nslog(@"输入输出流打开完成");

break;

casensstreameventhasbytesavailable:

nslog(@"有字节可读");

[self readdata];

break;

casensstreameventhasspaceavailable:

nslog(@"可以发送字节");

break;

casensstreameventerroroccurred:

nslog(@"连接出现错误");

break;

casensstreameventendencountered:

nslog(@"连接结束");

//关闭输入输出流

[_inputstream close];

[_outputstream close];

//从主运行循环移除

[_inputstream removefromrunloop:[nsrunloop mainrunloop] formode:nsdefaultrunloopmode];

[_outputstream removefromrunloop:[nsrunloop mainrunloop] formode:nsdefaultrunloopmode];

break;

default:

break;

}

}

三：链接服务器

1- (ibaction)connecttohost:(id)sender {

//1.建立连接

nsstring *host =@"127.0.0.1";

intport =12345;

//定义c语言输入输出流

cfreadstreamref readstream;

cfwritestreamref writestream;

cfstreamcreatepairwithsockettohost(null, (__bridge cfstringref)host, port, &readstream, &writestream);

//把c语言的输入输出流转化成oc对象

_inputstream = (__bridge nsinputstream *)(readstream);

_outputstream = (__bridge nsoutputstream *)(writestream);

//设置代理

_inputstream.delegate=self;

_outputstream.delegate=self;

//把输入输入流添加到主运行循环

//不添加主运行循环 代理有可能不工作

[_inputstream scheduleinrunloop:[nsrunloop mainrunloop] formode:nsdefaultrunloopmode];

[_outputstream scheduleinrunloop:[nsrunloop mainrunloop] formode:nsdefaultrunloopmode];

//打开输入输出流

[_inputstream open];

[_outputstream open];

}

四：登陆

- (ibaction)loginbtnclick:(id)sender {

//登录

//发送用户名和密码

//在这里做的时候，只发用户名，密码就不用发送

//如果要登录，发送的数据格式为 "iam:zhangsan";

//如果要发送聊天消息，数据格式为 "msg:did you have dinner";

//登录的指令11nsstring *loginstr =@"iam:zhangsan";

//把str转成nsdata

nsdata *data =[loginstr datausingencoding:nsutf8stringencoding];

[_outputstream write:data.bytes maxlength:data.length];

}

五：读取服务器数据

#pragmamark 读了服务器返回的数据

-(void)readdata{

//建立一个缓冲区 可以放1024个字节

uint8_t buf[1024];

//返回实际装的字节数

nsinteger len = [_inputstream read:buf maxlength:sizeof(buf)];

//把字节数组转化成字符串

nsdata *data =[nsdata datawithbytes:buf length:len];

//从服务器接收到的数据

nsstring *recstr =[[nsstring alloc] initwithdata:data encoding:nsutf8stringencoding];

nslog(@"%@",recstr);

[self reloaddatawithtext:recstr];

}

六：发送数据

-(bool)textfieldshouldreturn:(uitextfield *)textfield{

nsstring *text =textfield.text;

nslog(@"%@",text);

//聊天信息

nsstring *msgstr = [nsstring stringwithformat:@"msg:%@",text];

//把str转成nsdata10nsdata *data =[msgstr datausingencoding:nsutf8stringencoding];

//刷新表格

[self reloaddatawithtext:msgstr];

//发送数据

[_outputstream write:data.bytes maxlength:data.length];

//发送完数据，清空textfield

textfield.text =nil;

returnyes;

}

七：实现数据的显示，并且每发送一次消息都会滚动到对应的位置

-(void)reloaddatawithtext:(nsstring *)text{

[self.chatmsgs addobject:text];

[self.tableview reloaddata];

//数据多，应该往上滚动

nsindexpath *lastpath = [nsindexpath indexpathforrow:self.chatmsgs.count -1insection:0];

[self.tableview scrolltorowatindexpath:lastpath atscrollposition:uitableviewscrollpositionbottom animated:yes];

}

#pragmamark 表格的数据源

-(nsinteger)tableview:(uitableview *)tableview numberofrowsinsection:(nsinteger)section{

returnself.chatmsgs.count;

}

- (uitableviewcell *)tableview:(uitableview *)tableview cellforrowatindexpath:(nsindexpath *)indexpath

{

staticnsstring *id =@"cell";

uitableviewcell *cell =[tableview dequeuereusablecellwithidentifier:id];

cell.textlabel.text =self.chatmsgs[indexpath.row];

returncell;

}

-(void)scrollviewwillbegindragging:(uiscrollview *)scrollview{

[self.view endediting:yes];

}

八：监听键盘的改变

//监听键盘

[[nsnotificationcenter defaultcenter] addobserver:self selector:@selector(kbfrmwillchange:) name:uikeyboardwillchangeframenotificationobject:nil];

}

-(void)kbfrmwillchange:(nsnotification *)noti{

nslog(@"%@",noti.userinfo);

//获取窗口的高度

cgfloat windowh =[uiscreen mainscreen].bounds.size.height;

//键盘结束的frm

cgrect kbendfrm =[noti.userinfo[uikeyboardframeenduserinfokey] cgrectvalue];

//获取键盘结束的y值

cgfloat kbendy =kbendfrm.origin.y;

self.inputviewconstraint.constant = windowh -kbendy;

}

文／牵左手不离（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/6b64d8ac62e3
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