做.NET應(yīng)用開發(fā)肯定會用到網(wǎng)絡(luò)通信，而進(jìn)程間通信是客戶端開發(fā)使用頻率較高的場景。

進(jìn)程間通信方式主要有命名管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、Socket通信，個人使用最多的是Sokcet相關(guān)。

而Socket也有很多使用方式，Socket、WebSocket、TcpClient、UdpClient，是不是很多？HttpClient與TcpClient、WebSocket之間有什么關(guān)系？這里我們分別介紹下這些通信及使用方式

Socket

Socket是傳輸通信協(xié)議么？No，Socket是一種傳輸層和應(yīng)用層之間、用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的編程接口。Socket可以使用各種協(xié)議如TCP、UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信，TCP/UDP才是傳輸通信協(xié)議

Socket位于傳輸層與應(yīng)用層之間，接口在System.Net.Sockets命名空間下。下面是Socket以TCP通信的DEMO：    

//創(chuàng)建一個 Socket 實(shí)例
    Socket clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    
    //連接到服務(wù)器
    clientSocket.Connect(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8000));
    
    //發(fā)送數(shù)據(jù)
    string message = "Hello, Server!";
    byte[] data = Encoding.ASCII.GetBytes(message);
    clientSocket.Send(data);
    
    //接收數(shù)據(jù)
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytesRead = clientSocket.Receive(buffer);
    Debug.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(buffer, 0, bytesRead));
    
    clientSocket.Close();

TcpClient/UdpClient

TCP/UDP均是位于傳輸層的通信協(xié)議，所以Socket的使用也是位于傳輸層的通信操作

TCP是面向連接，提供可靠、順序的數(shù)據(jù)流傳輸。用于一對一的通信，即一個TCP連接只能有一個發(fā)送方和一個接收方。詳細(xì)連接方式是，先通過三次握手建立連接、然后傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)完再通過4次揮手關(guān)閉連接。所以適用于需要數(shù)據(jù)完整性和可靠傳輸?shù)膱鼍?/p>

而UDP則是無連接的，不需要建立和維護(hù)連接狀態(tài)，不提供確認(rèn)機(jī)制，也不重傳丟失的數(shù)據(jù)報，但也因此傳輸實(shí)時性高，適合低延時、數(shù)據(jù)量小、廣播場景

基于Socket抽象編程接口，TCP、UDP構(gòu)建更高級別抽象網(wǎng)絡(luò)編程TcpClient、UdpClient，它們用于簡化TCP網(wǎng)絡(luò)編程中的常見任務(wù)

TcpClient、UdpClient是 .NET 提供的用于方便管理TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)通信的類，下面是對應(yīng)的Demo

Tcp服務(wù)端： 

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;


class TcpServerExample
{
    public static void Main()
    {
        TcpListener listener = new TcpListener(“127.0.0.1", 8000);
        listener.Start();
        Console.WriteLine("Server is listening on port 8000...");


        TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
        NetworkStream stream = client.GetStream();


        byte[] data = new byte[1024];
        int bytesRead = stream.Read(data, 0, data.Length);
        Console.WriteLine("Received: " + Encoding.ASCII.GetString(data, 0, bytesRead));


        byte[] response = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello, Client!");
        stream.Write(response, 0, response.Length);


        stream.Close();
        client.Close();
        listener.Stop();
    }
}

TCP客戶端： 

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;


class TcpClientExample
{
    public static void Main()
    {
        TcpClient client = new TcpClient("127.0.0.1", 8000);
        NetworkStream stream = client.GetStream();


        byte[] message = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello, Server!");
        stream.Write(message, 0, message.Length);


        byte[] data = new byte[1024];
        int bytesRead = stream.Read(data, 0, data.Length);
        Debug.WriteLine("Received: " + Encoding.ASCII.GetString(data, 0, bytesRead));


        stream.Close();
        client.Close();
    }
}

Udp服務(wù)端： 

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;


class UdpServerExample
{
    public static void Main()
    {
        UdpClient udpServer = new UdpClient(8000);
        IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(”127.0.0.1“, 0);


        Console.WriteLine("Server is listening on port 8000...");


        byte[] data = udpServer.Receive(ref remoteEP);
        Console.WriteLine("Received: " + Encoding.ASCII.GetString(data));


        byte[] response = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello, Client!");
        udpServer.Send(response, response.Length, remoteEP);


        udpServer.Close();
    }
}

Udp客戶端：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;


class UdpClientExample
{
    public static void Main()
    {
        UdpClient udpClient = new UdpClient();
        IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(”127.0.0.1", 8000);


        byte[] message = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello, Server!");
        udpClient.Send(message, message.Length, remoteEP);


        byte[] data = udpClient.Receive(ref remoteEP);
        Console.WriteLine("Received: " + Encoding.ASCII.GetString(data));


        udpClient.Close();
    }
}

上面是基本的網(wǎng)絡(luò)通信DEMO，TcpClient用于基于連接、可靠的TCP通信，適用于需要數(shù)據(jù)完整性和可靠傳輸?shù)膱鼍啊dp用于無連接、不保證傳輸?shù)腢DP通信，適用于對實(shí)時性要求高、允許少量數(shù)據(jù)丟失的場景（如視頻流）。會議場景下的傳屏軟件適合用這個協(xié)議，傳屏發(fā)送端固定幀率一直推送，網(wǎng)絡(luò)丟失幾幀問題不大，重要的是延時低了很多。

TcpClient、UdpClient是位于傳輸層的通信類，分別實(shí)現(xiàn)了基于TCP和UDP協(xié)議的通信功能。

HttpClient

講完傳輸層的網(wǎng)絡(luò)通信類，就要說下應(yīng)用層的HttpClient，這是專門用于HTTP協(xié)議的通信

Http與TCP/UDP均是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，TCP、UDP位于傳輸層，HTTP傳于應(yīng)用層，而且HTTP是基于TCP面向連接的，它是客戶端單向發(fā)起的半雙工協(xié)議。HTTP1.1之后引入持久連接，允許一個TCP連接進(jìn)行多次請求/響應(yīng)傳輸。HTTP層相比TCP它關(guān)注請求、響應(yīng)的內(nèi)容

HttpClient是Http協(xié)議的通信類，提供了封裝好的、高級的HTTP功能（如發(fā)起GET, POST請求，處理響應(yīng)等）。

HttpClient可以用于Web接口如Restful API的調(diào)用，我這邊Windows應(yīng)用的WebApi基礎(chǔ)組件庫就是用HttpClient實(shí)現(xiàn)的。

HttpClient類，在System.Net.Http.HttpClient命名空間下，HttpClient的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是基于Socket的。也就是說，HttpClient底層使用Socket接口來建立連接并傳輸數(shù)據(jù)，但它隱藏了這些細(xì)節(jié)，為開發(fā)者提供了一個更簡潔的API。

下面是我基于HttpClient實(shí)現(xiàn)的Web服務(wù)各類操作入口代碼，可以簡單瀏覽下： 

/// <summary>
        /// 請求/推送數(shù)據(jù)
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TResponse"></typeparam>
        /// <param name="request"></param>
        /// <returns></returns>
        public async Task<TResponse> RequestAsync<TResponse>(HttpRequest request) where TResponse : HttpResponse, new()
        {
            var requestUrl = request.GetRequestUrl();
            try
            {
                using var client = CreateHttpClient(request);
                var requestMethod = request.GetRequestMethod();
                switch (requestMethod)
                {
                    case RequestMethod.Get:
                        {
                            using var response = await client.GetAsync(requestUrl);
                            return await response.GetTResponseAsync<TResponse>();
                        }
                    case RequestMethod.Post:
                        {
                            using var httpContent = request.GetHttpContent();
                            using var response = await client.PostAsync(requestUrl, httpContent);
                            return await response.GetTResponseAsync<TResponse>();
                        }
                    case RequestMethod.Put:
                        {
                            using var httpContent = request.GetHttpContent();
                            using var response = await client.PutAsync(requestUrl, httpContent);
                            return await response.GetTResponseAsync<TResponse>();
                        }
                    case RequestMethod.Delete:
                        {
                            using var response = await client.DeleteAsync(requestUrl);
                            return await response.GetTResponseAsync<TResponse>();
                        }
                    case RequestMethod.PostForm:
                        {
                            using var requestMessage = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Post, requestUrl);
                            using var httpContent = request.GetHttpContent();
                            requestMessage.Content = httpContent;
                            using var response = await client.SendAsync(requestMessage);
                            return await response.GetTResponseAsync<TResponse>();
                        }
                }
                return new TResponse() { Message = $"不支持的請求類型：{requestMethod}" };
            }
            catch (ArgumentNullException e)
            {
                return new TResponse() { Code = NetErrorCodes.ParameterError, Message = e.Message, JsonData = e.StackTrace };
            }
            catch (TimeoutException e)
            {
                return new TResponse() { Code = NetErrorCodes.TimeOut, Message = e.Message, JsonData = e.StackTrace };
            }
            catch (Exception e)
            {
                return new TResponse() { Message = e.Message, JsonData = e.StackTrace };
            }
        }

HttpClient封裝后的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)組件調(diào)用方式，也比較簡單。

添加接口請求說明，參數(shù)及請求參數(shù)均統(tǒng)一在一個類文件里定義好： 

/// <summary>
/// 內(nèi)網(wǎng)穿透注冊接口
/// </summary>
[Request("http://frp.supporter.ws.h3c.com/user/register",RequestMethod.Post)]
[DataContract]
internal class RegisterFrpRequest : HttpRequest
{
    public RegisterFrpRequest(string sn, string appName)
    {
        Sn = sn;
        SeverNames = new List<RequestServiceName>()
        {
            new RequestServiceName(appName,"http")
        };
    }
    [DataMember(Name = "sn")]
    public string Sn { get; set; }


    [DataMember(Name = "localServerNames")]
    public List<RequestServiceName> SeverNames { get; set; }
}

再定義請求結(jié)果返回數(shù)據(jù)，基類HttpResponse內(nèi)有定義基本參數(shù)，狀態(tài)Success、狀態(tài)碼Code、返回描述信息Message： 

[DataContract]
class RegisterFrpResponse : HttpResponse
{


    [DataMember(Name = "correlationId")]
    public string CorrelationId { get; set; }


    [DataMember(Name = "data")]
    public FrpRegisterData Data { get; set; }


    /// <summary>
    /// 是否成功
    /// </summary>
    public bool IsSuccess => Success && Code == 200000 && Data != null;
}

然后，業(yè)務(wù)層可以進(jìn)行簡潔、高效率的調(diào)用：

var netClient = new NetHttpClient();

var response = await netClient.RequestAsync<RegisterFrpResponse>(new RegisterFrpRequest(sn, appName));

如果僅僅只是Data數(shù)據(jù)，可以只定義數(shù)據(jù)類型，然后使用泛型HttpResponse作為返回數(shù)據(jù)。

var response1 = await netClient.RequestAsync<HttpResponse<VersionInfo>>(new AppVersionRequest(appId));

WebSocket

WebSocket也是一個應(yīng)用層通信，不同于可以實(shí)現(xiàn)倆類協(xié)議TCP/UDP的Socket，WebSocket是以HTTP/HTTPS連接、以TCP傳輸數(shù)據(jù)。

一旦握手成功，客戶端和服務(wù)器之間可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，可以傳輸字節(jié)數(shù)據(jù)也可以傳輸文本內(nèi)容。

持久連接：WebSocket 是持久化連接，除非主動關(guān)閉，否則在整個會話期間連接保持開放。

全雙工通信：客戶端和服務(wù)器可以隨時發(fā)送數(shù)據(jù)，通信不再是單向的。使用System.Net.WebSockets.ClientWebSocket類來實(shí)現(xiàn)WebSocket通信，通過減少 HTTP 請求/響應(yīng)的開銷、延時較低。

而WebSocket與HttpClient呢，都用于應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)通信，但它們的用途和通信協(xié)議是不同的。

HttpClient使用 HTTP 協(xié)議，WebSocket使用WebSocket協(xié)議，該協(xié)議在初始連接時通過 HTTP/HTTPS握手，然后轉(zhuǎn)換為基于TCP通信的WebSocket協(xié)議。所以雖然都有使用HTTP協(xié)議，但WebSocket后續(xù)就切換至基于TCP的全雙工通信了

HttpClient基于請求/響應(yīng)模式，每次通信由客戶端向服務(wù)器發(fā)起請求。WebSocket提供全雙工通信，客戶端和服務(wù)器都可以主動發(fā)送數(shù)據(jù)。

HttpClient主要用于訪問 RESTful API、下載文件或者發(fā)送HTTP請求。WebSocket主要用于實(shí)現(xiàn)低延遲的實(shí)時通信，如進(jìn)程間通信、局域網(wǎng)通信等。

我團(tuán)隊(duì)Windows應(yīng)用所使用的進(jìn)程間通信，就是基于WebSocketSharp封裝的。WebSocketSharp是一個功能全面、易于使用的第三方 WebSocket 庫 GitHub - sta/websocket-sharp

至于為啥不直接使用ClientWebSocket。。。是因?yàn)楫?dāng)時團(tuán)隊(duì)還未切換.NET，使用的是.NETFramework。

后面團(tuán)隊(duì)使用的局域網(wǎng)通信基礎(chǔ)組件就是用ClientWebSocket了。

下面是我封裝的部分WebSocket通信代碼，事件發(fā)送（廣播）、以及監(jiān)聽其它客戶端發(fā)送過來的事件消息：

/// <summary>
    /// 發(fā)送消息
    /// </summary>
    /// <typeparam name="TInput">發(fā)送參數(shù)類型</typeparam>
    /// <param name="client">目標(biāo)客戶端</param>
    /// <param name="innerEvent">事件名</param>
    /// <param name="data">發(fā)送參數(shù)</param>
    /// <returns></returns>
    public async Task<ClientResponse> SendAsync<TInput>(string client, InnerEventItem innerEvent, TInput data)
    {
        var message = new ChannelSendingMessage(client, new ClientEvent(innerEvent.EventName, innerEvent.EventId, true), _sourceClient);
        message.SetData<TInput>(data);
        return await SendMessageAsync(ChannelMessageType.ClientCommunication, message);
    }


    /// <summary>
    /// 訂閱消息
    /// </summary>
    /// <param name="client">目標(biāo)客戶端</param>
    /// <param name="innerEvent">事件名稱</param>
    /// <param name="func">委托</param>
    public ClientSubscribedEvent SubscribeFunc(string client, InnerEventItem innerEvent, Func<ClientResponse, object> func)
    {
        var eventName = innerEvent?.EventName;
        if (string.IsNullOrEmpty(eventName) || func == null)
        {
            throw new ArgumentNullException($"{nameof(eventName)}或{nameof(func)}，參數(shù)不能為空!");
        }


        var subscribedEvent = new ClientSubscribedEvent(client, innerEvent, func);
        SubscribeEvent(subscribedEvent);
        return subscribedEvent;
    }
    /// <summary>
    /// 訂閱消息
    /// </summary>
    /// <param name="client">目標(biāo)客戶端</param>
    /// <param name="innerEvent">事件名稱</param>
    /// <param name="func">委托</param>
    public ClientSubscribedEvent SubscribeFuncTask(string client, InnerEventItem innerEvent, Func<ClientResponse, Task<object>> func)
    {
        var eventName = innerEvent?.EventName;
        if (string.IsNullOrEmpty(eventName) || func == null)
        {
            throw new ArgumentNullException($"{nameof(eventName)}或{nameof(func)}，參數(shù)不能為空!");
        }


        var subscribedEvent = new ClientSubscribedEvent(client, innerEvent, func);
        SubscribeEvent(subscribedEvent);
        return subscribedEvent;
    }


    /// <summary>
    /// 訂閱消息
    /// </summary>
    /// <param name="client">目標(biāo)客戶端</param>
    /// <param name="innerEvent">事件名稱</param>
    /// <param name="action">委托</param>
    public ClientSubscribedEvent Subscribe(string client, InnerEventItem innerEvent, Action<ClientResponse> action)
    {
        var eventName = innerEvent?.EventName;
        if (string.IsNullOrEmpty(eventName) || action == null)
        {
            throw new ArgumentNullException($"{nameof(eventName)}或{nameof(action)}，參數(shù)不能為空!");
        }


        var subscribedEvent = new ClientSubscribedEvent(client, innerEvent, action);
        SubscribeEvent(subscribedEvent);
        return subscribedEvent;
    }

作者：唐宋元明清2188
出處：http://www.cnblogs.com/kybs0/
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