胶衣漫画:与Socket的“再次见面”

与Socket的“再次见面”

注：

    这是一个针对 网络开发领域初学者 的系列文章，可作为《.NET 4.0 面向对象编程漫谈 》一书的扩充阅读，写作过程中我假设读者可以对照阅读此书的相关章节，不再浪费笔墨重复介绍相关的内容。

    对于其他类型的读者，除非您已经有相应的.NET 技术背景与一定的开发经验，否则，阅读中可能会遇到困难。

    我希望这系列文章能让读者领略到网络开发的魅力！

    另外，这些文章均为本人原创，请读者尊重作者的劳动，我允许大家出于知识共享的目的自由转载这些文章及相关示例，但未经本人许可，请不要用于商业盈利目的。

      本文如有错误，敬请回贴指正。

    谢谢大家！

                                                          金旭亮

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点击以下链接阅读本系列前面的文章：

《 IP知多少》

《我在“网” 中央 》

《与Socket的第一次“约会” 》

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    前一篇文章介绍了与Socket的第一次“约会”经历，看来双方的第一印象不错，不然读者也不会做出一个“继续交往”的决定，并继续阅读本篇文章了。 ：）
    在这篇文章中，计划介绍两方面的内容：
    Socket的连接请求队列和如何开发“一问一答”的网络应用程序。

    1 Socket的“连接请求队列” 

    在现实生活中，一名品貌俱佳的女孩总是不乏追求者，人们会打趣地说“她的追求者有一个班”，这样的一个女孩，在同一时间段内收到多个约会请求实在是太常见的事，当然，到底接受谁的约会邀请，就要看她中意谁了。
    类似地，当一个绑定到特定终结点的Socket对象开始“监听（Listen）”时，完全有可能有多个客户端向此Socket同时发出多个连接请求，Socket对象必须决定如何处理这些连接请求。
    为了方便处理，操作系统也会给每个正在监听的Socket分配一个“连接请求队列”，将收到的客户端连接请求追加到此队列中：

 
图 1

    由于网络服务器上可能同时会有多个Socket同时监听，我们应该给每个Socket对象分配一个 “适当容量”的队列，以避免过多地占用系统资源，让网络服务器能服务更多的在线用户。

    请求队列的容量由Socket.Listen方法的参数backlog确定：

    public void Listen(int backlog );

    例如，以下代码指定newSocket对象最多只能接收10个连接请求：

    newsock.Listen(10 );

    更详细地说，如果newSocket对象正在忙于处理某个连接请求时，操作系统又接收到了多个尝试连接此newSocket对象的请求，操作系统会把这些请求追加到newSocket对象所关联的请求队列中。
    newSocket对象处理完当前连接之后，它再从关联的请求队列中取出一个处理。

    一个有趣的问题是：如果某一时间段内连接请求很多，请求队列“放不下”怎么办？ 
    请看示例解决方案ConnectionQueueDemo。这个解决方案中的MyServerApp项目与前一讲 中的完全一样，也是接收并显示客户端发来的一句“问好”消息之后就断开与此客户端的连接。
    为了直观地体现连接请求队列的特性，MyServerApp项目有意识地指定一个容量为“1”的请求队列：

    newsock.Listen(1);

    在客户端项目MyClientApp2中，创建10个线程，每个线程都创建一个Socket对象并尝试着连接MyServerApp程序（图 2）。

     
 
图 2

    我们看到了非常著名的“目标计算机积极拒绝……”的信息，它是由以下这句英文直译过来的：

 …… the target machine actively refused it ……

    就汉语来说，这明显是一个病句，什么叫“积极拒绝”？难道还有“消极拒绝”？
    由此可见负责汉化Windows的程序员要不是“语文”学得不太好，要不就是“过于死板”了，个人觉得，此处意译为以下这句更好：
    尝试连接的计算机拒绝了连接请求。 
    从示例中我们可以得到结论：
    当尝试连接的客户端发来的连接请求数目过大，超过了服务端Socket的连接请求队列容量时，未能进入队列的请求将会被丢弃，而客户端将会得到一个代码为10061的SocketException。    客户端可以捕获此异常，等待一定的时间再尝试连接。

    2 开发“一问一答”的网络应用程序

    在各种网络应用程序中，“一问一答”可以说是最常见的一种类型。基于Socket实现这种类型的网络应用程序是非常简单的：
    在服务端与客户端配套使用Send和Receive方法，只要传送的数据不超过缓冲区的大小限制，就可以实现“一问一答”的标准C/S架构程序。 
    请看示例解决方案EchoServiceDemo（图 3）：

  
图 3

    EchoServiceDemo示例没什么复杂的，大家看看示例源码就清楚了。

    看懂源码后，请读者做做以下实验：

    （1）先运行服务端程序EchoServiceApp，然后，运行客户端程序EchoServiceClientApp连接上服务端，与EchoServiceApp进行交谈，注意不要输入“exit”命令退出。
    （2）再运行EchoServiceClientApp的另一个实例，尝试连接EchoServiceApp，发生了什么？
    （3）运行EchoServiceClientApp的第3个实例，尝试连接EchoServiceApp，又发生了什么？

    你能利用已经掌握的知识解释发生这些现象的原因吗?从这个实验中，您体会到了什么？总结出来了哪些经验？

    进一步地，读者现在能解决以下这个问题吗？

    你能想办法修改EchoServiceApp源码，让它同时可以服务多个客户端应用程序吗？

     提示： 
    （1）在EchoServiceApp程序中为每个客户端连接创建一个独立的线程，在此线程中完成“一问一答”的工作。
    （2）感到困难的读者请参看《.NET 4.0面向对象编程漫谈》，系统地学习第16章《多线程开发技术基础》。 

    此处只是介绍了开发“一问一答”的网络应用程序的最基础开发技巧，其实，这其中还有许多需要注意的“陷阱”，下一讲将介绍Socket编程中最大的“陷阱”--缓冲区问题，并开发第一个真正有点实用价值的网络应用程序--网络四则运算计算器。

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点击下载示例源码

(在博客园：http://files.cnblogs.com/bitfan/AskAndAnswerSourceCode.rar )