一、網絡各個協議:TCP/IP、SOCKET、HTTP等
網絡七層由下往上分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
其中物理層、數據鏈路層和網絡層通常被稱作媒體層,是網絡工程師所研究的對象;
傳輸層、會話層、表示層和應用層則被稱作主機層,是用戶所面向和關心的內容。
http協議 對應於應用層
tcp協議 對應於傳輸層
ip協議 對應於網絡層
三者本質上沒有可比性。 何況HTTP協議是基於TCP連接的。
TCP/IP是傳輸層協議,主要解決數據如何在網絡中傳輸;而HTTP是應用層協議,主要解決如何包裝數據。
我 們在傳輸數據時,可以只使用傳輸層(TCP/IP),但是那樣的話,由於沒有應用層,便無法識別數據內容,如果想要使傳輸的數據有意義,則必須使用應用層 協議,應用層協議很多,有HTTP、FTP、TELNET等等,也可以自己定義應用層協議。WEB使用HTTP作傳輸層協議,以封裝HTTP文本信息,然 後使用TCP/IP做傳輸層協議將它發送到網絡上。Socket是對TCP/IP協議的封裝,Socket本身並不是協議,而是一個調用接口(API),通過Socket,我們才能使用TCP/IP協議。
二、Http和Socket連接區別
相信不少初學手機聯網開發的朋友都想知道Http與Socket連接究竟有什麼區別,希望通過自己的淺顯理解能對初學者有所幫助。
2.1、TCP連接
要想明白Socket連接,先要明白TCP連接。手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了TCP/IP協議,可以使手機終端通過無線網絡建立TCP連接。TCP協議可以對上層網絡提供接口,使上層網絡數據的傳輸建立在“無差別”的網絡之上。
建立起一個TCP連接需要經過“三次握手”:
第一次握手:客戶端發送syn包(syn=j)到服務器,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認;
第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時自己也發送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態;
第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=k+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。
握 手過程中傳送的包裡不包含數據,三次握手完畢後,客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動關閉連 接之前,TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求,斷開過程需要經過“四次握手”(過程就不細寫了,就是服務器和客 戶端交互,最終確定斷開)
2.2、HTTP連接
HTTP協議即超文本傳送協議(HypertextTransfer Protocol ),是Web聯網的基礎,也是手機聯網常用的協議之一,HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用。
HTTP連接最顯著的特點是客戶端發送的每次請求都需要服務器回送響應,在請求結束後,會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱為“一次連接”。
1)在HTTP 1.0中,客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接,在處理完本次請求後,就自動釋放連接。
2)在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求,並且多個請求可以重疊進行,不需要等待一個請求結束後再發送下一個請求。
由 於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連接,因此HTTP連接是一種“短連接”,要保持客戶端程序的在線狀態,需要不斷地向服務器發起連接請求。通常的 做法是即時不需要獲得任何數據,客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次“保持連接”的請求,服務器在收到該請求後對客戶端進行回復,表明知道客 戶端“在線”。若服務器長時間無法收到客戶端的請求,則認為客戶端“下線”,若客戶端長時間無法收到服務器的回復,則認為網絡已經斷開。
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協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示,包含進行網絡通信必須的五種信息:連接使用的協議,本地主機的IP地址,本地進程的協議端口,遠地主機的IP地址,遠地進程的協議端口。
應 用層通過傳輸層進行數據通信時,TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供並發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議端口傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接,許多計算機操作系統為應用程序與TCP/IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應 用層可以和傳輸層通過Socket接口,區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信,實現數據傳輸的並發服務。
3.2 、建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對套接字,其中一個運行於客戶端,稱為ClientSocket,另一個運行於服務器端,稱為ServerSocket。
套接字之間的連接過程分為三個步驟:服務器監聽,客戶端請求,連接確認。
服務器監聽:服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字,而是處於等待連接的狀態,實時監控網絡狀態,等待客戶端的連接請求。
客戶端請求:指客戶端的套接字提出連接請求,要連接的目標是服務器端的套接字。為此,客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字,指出服務器端套接字的地址和端口號,然後就向服務器端套接字提出連接請求。
連 接確認:當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時,就響應客戶端套接字的請求,建立一個新的線程,把服務器端套接字的描述發給客戶 端,一旦客戶端確認了此描述,雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處於監聽狀態,繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。
3.3、SOCKET連接與TCP連接
創建Socket連接時,可以指定使用的傳輸層協議,Socket可以支持不同的傳輸層協議(TCP或UDP),當使用TCP協議進行連接時,該Socket連接就是一個TCP連接。
3.4、Socket連接與HTTP連接
由 於通常情況下Socket連接就是TCP連接,因此Socket連接一旦建立,通信雙方即可開始相互發送數據內容,直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用 中,客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節點,例如路由器、網關、防火牆等,大部分防火牆默認會關閉長時間處於非活躍狀態的連接而導致 Socket 連接斷連,因此需要通過輪詢告訴網絡,該連接處於活躍狀態。
而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式,不僅在請求時需要先建立連接,而且需要客戶端向服務器發出請求後,服務器端才能回復數據。
很 多情況下,需要服務器端主動向客戶端推送數據,保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接,服務器就可以直接將數據傳送給 客戶端;若雙方建立的是HTTP連接,則服務器需要等到客戶端發送一次請求後才能將數據傳回給客戶端,因此,客戶端定時向服務器端發送連接請求,不僅可以 保持在線,同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據,如果有就將數據傳給客戶端。
這裡我們使用Socket實現一個聊天室的功能,關於服務器這裡的就不介紹了。
一:再頭文件中第一輸入流和輸出流和一個消息數組
@interface ViewController (){
NSInputStream *_inputStream;//對應輸入流
NSOutputStream *_outputStream;//對應輸出流
}
@property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息數組
@end
懶加載這個消息數組
-(NSMutableArray *)chatMsgs{
if (!_chatMsgs) {
_chatMsgs = [NSMutableArray array];
}
return _chatMsgs;
}
二:實現輸入輸出流的監聽
-(void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
// NSStreamEventOpenCompleted = 1UL << 0,//輸入輸出流打開完成
// NSStreamEventHasBytesAvailable = 1UL << 1,//有字節可讀
// NSStreamEventHasSpaceAvailable = 1UL << 2,//可以發放字節
// NSStreamEventErrorOccurred = 1UL << 3,// 連接出現錯誤
// NSStreamEventEndEncountered = 1UL << 4// 連接結束
switch (eventCode) {
case NSStreamEventOpenCompleted:
NSLog(@"輸入輸出流打開完成");
break;
case NSStreamEventHasBytesAvailable:
NSLog(@"有字節可讀");
[self readData];
break;
case NSStreamEventHasSpaceAvailable:
NSLog(@"可以發送字節");
break;
case NSStreamEventErrorOccurred:
NSLog(@" 連接出現錯誤");
break;
case NSStreamEventEndEncountered:
NSLog(@"連接結束");
// 關閉輸入輸出流
[_inputStream close];
[_outputStream close];
// 從主運行循環移除
[_inputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_outputStream removeFromRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
break;
default:
break;
}
}
三:鏈接服務器
- (IBAction)connectToHost:(id)sender {
// 1.建立連接
NSString *host = @"127.0.0.1";
int port = 12345;
// 定義C語言輸入輸出流
CFReadStreamRef readStream;
CFWriteStreamRef writeStream;
CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)host, port, &readStream, &writeStream);
// 把C語言的輸入輸出流轉化成OC對象
_inputStream = (__bridge NSInputStream *)(readStream);
_outputStream = (__bridge NSOutputStream *)(writeStream);
// 設置代理
_inputStream.delegate = self;
_outputStream.delegate = self;
// 把輸入輸入流添加到主運行循環
// 不添加主運行循環 代理有可能不工作
[_inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[_outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// 打開輸入輸出流
[_inputStream open];
[_outputStream open];
}
四:登陸
- (IBAction)loginBtnClick:(id)sender {
// 登錄
// 發送用戶名和密碼
// 在這裡做的時候,只發用戶名,密碼就不用發送
// 如果要登錄,發送的數據格式為 "iam:zhangsan";
// 如果要發送聊天消息,數據格式為 "msg:did you have dinner";
//登錄的指令
NSString *loginStr = @"iam:zhangsan";
//把Str轉成NSData
NSData *data = [loginStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
[_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];
}
五:讀取服務器數據
#pragma mark 讀了服務器返回的數據
-(void)readData{
//建立一個緩沖區 可以放1024個字節
uint8_t buf[1024];
// 返回實際裝的字節數
NSInteger len = [_inputStream read:buf maxLength:sizeof(buf)];
// 把字節數組轉化成字符串
NSData *data = [NSData dataWithBytes:buf length:len];
// 從服務器接收到的數據
NSString *recStr = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSLog(@"%@",recStr);
[self reloadDataWithText:recStr];
}
六:發送數據
-(BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField{
NSString *text = textField.text;
NSLog(@"%@",text);
// 聊天信息
NSString *msgStr = [NSString stringWithFormat:@"msg:%@",text];
//把Str轉成NSData
NSData *data = [msgStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 刷新表格
[self reloadDataWithText:msgStr];
// 發送數據
[_outputStream write:data.bytes maxLength:data.length];
// 發送完數據,清空textField
textField.text = nil;
return YES;
}
七:實現數據的顯示,並且每發送一次消息都會滾動到對應的位置
-(void)reloadDataWithText:(NSString *)text{
[self.chatMsgs addObject:text];
[self.tableView reloadData];
// 數據多,應該往上滾動
NSIndexPath *lastPath = [NSIndexPath indexPathForRow:self.chatMsgs.count - 1 inSection:0];
[self.tableView scrollToRowAtIndexPath:lastPath atScrollPosition:UITableViewScrollPositionBottom animated:YES];
}
#pragma mark 表格的數據源
-(NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{
return self.chatMsgs.count;
}
- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
static NSString *ID = @"Cell";
UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:ID];
cell.textLabel.text = self.chatMsgs[indexPath.row];
return cell;
}
-(void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{
[self.view endEditing:YES];
}
八:監聽鍵盤的改變
// 監聽鍵盤
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(kbFrmWillChange:) name:UIKeyboardWillChangeFrameNotification object:nil];
}
-(void)kbFrmWillChange:(NSNotification *)noti{
NSLog(@"%@",noti.userInfo);
// 獲取窗口的高度
CGFloat windowH = [UIScreen mainScreen].bounds.size.height;
// 鍵盤結束的Frm
CGRect kbEndFrm = [noti.userInfo[UIKeyboardFrameEndUserInfoKey] CGRectValue];
// 獲取鍵盤結束的y值
CGFloat kbEndY = kbEndFrm.origin.y;
self.inputViewConstraint.constant = windowH - kbEndY;
}