第05章-TCP應(yīng)用編程PPT課件

1、第5章 TCP應(yīng)用編程,5.1 TCP應(yīng)用編程概述 5.2 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序 5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲 5.4 異步TCP應(yīng)用編程 5.5 異步TCP編程舉例,第5章 TCP應(yīng)用編程（續(xù)）,本章教學(xué)目的 通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握涉及的知識(shí)點(diǎn)，能對(duì)TCP同步編程流程有深入認(rèn)識(shí)，并熟悉異步TCP編程的基本概念和異步TCP應(yīng)用編程的一般方法。 本章教學(xué)要求 （1）掌握TCP的特點(diǎn)、涉及到相關(guān)類、TCP應(yīng)用編程的一般步驟以及怎樣解決無(wú)消息邊界問(wèn)題 ； （2）掌握同步TCP編程的流程和使用方法。 （3）掌握異步設(shè)計(jì)模式、異步TCP應(yīng)用編程的一般方法。 教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn) TCP應(yīng)用編程的

2、一般步驟，如何開辟多線程與多個(gè)客戶打交道，如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶端相關(guān)功能。異步設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)。,5.1 TCP應(yīng)用編程概述,5.1.1 TCP簡(jiǎn)介 5.1.2 TcpListener類與TcpClient類 5.1.3 TCP應(yīng)用編程的一般步驟 5.1.4 TCP的無(wú)消息邊界問(wèn)題,5.1.1 TCP簡(jiǎn)介,TCP是Transmission Control Protocol（傳輸控制協(xié)議）的簡(jiǎn)稱，是TCP/IP體系中面向連接的運(yùn)輸層協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中提供全雙工的和可靠的服務(wù)。 TCP最主要的特點(diǎn)： （1）是面向連接的傳輸層協(xié)議； （2）每個(gè)TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，而且只能一對(duì)一通信，不能一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)直接

3、通信。 （3）通過(guò)TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，能保證數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)地準(zhǔn)確到達(dá)接收方，并且保證各數(shù)據(jù)到達(dá)的順序與數(shù)據(jù)發(fā)出的順序相同。 （4）數(shù)據(jù)以字節(jié)流的方式傳輸。 （5）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無(wú)消息邊界。,5.1.1 TCP簡(jiǎn)介（續(xù)）,利用TCP開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)，.NET框架提供兩種工作方式. (1)同步工作方式 指利用TCP編寫的程序執(zhí)行到發(fā)送、接收或監(jiān)聽語(yǔ)句時(shí)，在未完成工作前不再繼續(xù)往下執(zhí)行，即處于阻塞狀態(tài)，直到該語(yǔ)句完成相應(yīng)的工作后才繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句； (2)異步工作方式 異步工作方式是指程序執(zhí)行到發(fā)送、接收或監(jiān)聽語(yǔ)句時(shí)，不論工作是否完成，都會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行。 例如：同步接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收方執(zhí)行到

4、接收語(yǔ)句后將處于阻塞方式，只有接收到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后才繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句；而如果采用異步工作方式，則接收方在執(zhí)行到接收語(yǔ)句后，無(wú)論是否接收到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，程序都繼續(xù)往下執(zhí)行。,5.1.1 TCP簡(jiǎn)介（續(xù)）,思考：這里的同步TCP和異步TCP與線程同步異步是否概念是否相同？ 回答： (1)這里的同步TCP和異步TCP僅僅指工作方式，它和線程間的同步不是一個(gè)概念。 (2)線程間的同步指不同線程或其共享資源具有先后關(guān)聯(lián)的關(guān)系，而同步TCP和異步TCP則僅僅指TCP編程中采用哪種工作方式，即是從執(zhí)行到發(fā)送、接收或監(jiān)聽語(yǔ)句時(shí)，程序是否繼續(xù)往下執(zhí)行這個(gè)角度來(lái)說(shuō)的。,5.1.2 TcpListener類與

5、TcpClient類,TcpListener類與TcpClient類兩個(gè)類均封裝了底層的套接字，并分別提供了對(duì)套接字進(jìn)一步封裝后的同步和異步操作的方法，降低了TCP應(yīng)用編程的難度。 TcpListener類用于偵聽和接受傳入的連接請(qǐng)求。 TcpClient類用于提供本地主機(jī)和遠(yuǎn)程主機(jī)的連接信息。 注意，TcpListener和TcpClient只支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議編程。如果希望編寫非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的程序，只能使用套接字來(lái)實(shí)現(xiàn)。,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,TcpListener類 TcpLISTener類在System.Net.Socket命名空間下。 常用的構(gòu)造函數(shù)

6、有兩種：TcpListener(IPEndPoint iep) TcpListener(IPAddress localAddr, int port) 舉例： IPAddress ipAddress = Dns.Resolve(localhost).AddressList0; Try TcpListener tcpListener = new TcpListener(ipAddress, 1326); catch ( Exception e) Console.WriteLine( e.ToString(); ,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,在同步工作方式下，

7、TcpListener類常用的方法： Start啟動(dòng)監(jiān)聽，構(gòu)造函數(shù)為：public void Start(int backlog)參數(shù)backlog為請(qǐng)求隊(duì)列的最大長(zhǎng)度，即最多允許的的客戶端請(qǐng)求連接個(gè)數(shù)； Stop關(guān)閉TcpListener并停止監(jiān)聽請(qǐng)求，構(gòu)造函數(shù)為：public void Stop(); AcceptSocket 在同步阻塞方式下獲取并返回一個(gè)用來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的Socket對(duì)象，同時(shí)從傳入的連接隊(duì)列中移除該客戶端的連接請(qǐng)求。 AcceptTcpClient在同步阻塞方式下獲取并返回一個(gè)封裝了Socket的TcpClient對(duì)象，同時(shí)從傳入的連接隊(duì)列中移除該客戶端的連接請(qǐng)求。

8、,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,TcpClient類 TcpClient類在System.Net.Socket命名空間下。 主要用于編寫客戶端程序，且需要直接利用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建TcpClient對(duì)象。而服務(wù)器端程序中是通過(guò)TcpListener對(duì)象的AcceptTcpClient方法得到TcpClient對(duì)象的，所以不需要使用TcpClient類的構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建TcpClient對(duì)象。 構(gòu)造函數(shù)有四種重載形式 TcpClient() TcpClient(AddressFamily family) TcpClient(IPEndPoint iep) TcpCli

9、ent(string hostname，int port),5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,（1）TcpClient() 該構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)的TcpClient對(duì)象，并自動(dòng)分配本機(jī)（客戶端）IP地址和端口號(hào)。利用此構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象后，還必須調(diào)用Connect方法與服務(wù)器建立連接。 例如： TcpClient tcpClient=new TcpClient(); tcpClient.Connect(, 51888);,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,（2）TcpClient(AddressFamily family) 該構(gòu)造

10、函數(shù)創(chuàng)建的TcpClient對(duì)象也能自動(dòng)分配本機(jī)（客戶端）IP地址和端口號(hào)，但是使用AddressFamily枚舉指定使用哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。創(chuàng)建該對(duì)象后，必須調(diào)用Connect方法與服務(wù)器建立連接。 例如： TcpClient tcpClient = new TcpClient(AddressFamily.InterNetwork); tcpClient.Connect(, 51888);,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,（3）TcpClient(IPEndPoint iep) 該構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)iep指定本機(jī)（客戶端）IP地址與端口號(hào)。當(dāng)客戶端有一個(gè)以上的IP地址

11、時(shí)，而且程序員希望直接指定使用的IP地址和端口號(hào)，可以使用這種方式。如果使用這種方式，必須調(diào)用Connect方法與服務(wù)器建立連接。例如： IPAddress address = Dns.GetHostAddresses(Dns.GetHostName(); IPEndPoint iep = new IPEndPoint(address0, 51888); TcpClient tcpClient = new TcpClient(iep); tcpClient.Connect(, 51888);,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,（4）TcpClient(strin

12、g hostname，int port) 這是使用最方便的一種構(gòu)造函數(shù)。參數(shù)中的hostname表示要連接到的遠(yuǎn)程主機(jī)的DNS名，port表示要連接到的遠(yuǎn)程主機(jī)的端口號(hào)。該構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)分配最合適的本地主機(jī)IP地址和端口號(hào)，并對(duì)DNS進(jìn)行解析，然后與遠(yuǎn)程主機(jī)建立連接。例如： TcpClient tcpClient = new TcpClient(, 51888); 它相當(dāng)于： TcpClient tcpClient = new TcpClient(); tcpClient Connect(,51888);,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,TcpClient類的

13、常用屬性,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,TcpClient類的常用方法,5.1.2 TcpListener類與TcpClient類（續(xù)）,TcpClient用法舉例： TcpClient tcpClient = new TcpClient(); tcpClient.Connect(contosoServer, 11000); NetworkStream networkStream = tcpClient.GetStream(); networkStream.ReadTimeout = 10; byte bytes = new byte1024; networ

14、kStream.Read(bytes, 0, 1024); string data = Encoding.UTF8.GetString(bytes); networkStream.Close(); tcpClient.Close();,5.1.3 TCP應(yīng)用編程的一般步驟,不論是多么復(fù)雜的TCP應(yīng)用程序，網(wǎng)絡(luò)通信的最基本前提就是客戶端要先和服務(wù)器建立TCP連接，然后才可以在此基礎(chǔ)上相互傳輸數(shù)據(jù)。由于服務(wù)器需要同時(shí)為多個(gè)客戶端服務(wù)，因此程序相對(duì)復(fù)雜一些。 在服務(wù)器端，程序員需要編寫程序不斷地監(jiān)聽客戶端是否有連接請(qǐng)求，一旦接受了客戶端連接請(qǐng)求，即能識(shí)別是哪個(gè)客戶；而客戶端與服務(wù)器連接則相對(duì)比較簡(jiǎn)單

15、，只需要指定連接哪個(gè)服務(wù)器即可。一旦雙方建立了連接并創(chuàng)建了對(duì)應(yīng)的套接字，就可以相互傳輸數(shù)據(jù)了。在程序中，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法都是一樣的，區(qū)別僅是方向不同。,5.1.3 TCP應(yīng)用編程的一般步驟（續(xù)）,編寫服務(wù)器端程序的一般步驟為： 使用對(duì)套接字封裝后的類，編寫基于TCP的服務(wù)器端程序的 一般步驟為： （1）創(chuàng)建一個(gè)TcpListener對(duì)象，然后調(diào)用該對(duì)象的Start方法在指定的端口進(jìn)行監(jiān)聽。 （2）在單獨(dú)的線程中，循環(huán)調(diào)用AcceptTcpClient方法接受客戶端的連接請(qǐng)求，并根據(jù)該方法的返回的結(jié)果得到與該客戶端對(duì)應(yīng)的TcpClient對(duì)象。 （3）每得到一個(gè)新的TcpClient對(duì)象，就

16、創(chuàng)建一個(gè)與該客戶對(duì)應(yīng)的線程，在線程中與對(duì)應(yīng)的客戶進(jìn)行通信。 （4）根據(jù)傳送信息的情況確定是否關(guān)閉與客戶的連接。,5.1.3 TCP應(yīng)用編程的一般步驟（續(xù)）,編寫客戶端程序的一般步驟為： 使用對(duì)套接字封裝后的類，編寫基于TCP的客戶端程序的一 般步驟如下： （1）利用TcpClient的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)TcpClient對(duì)象。 （2）使用Connect方法與服務(wù)器建立連接。 （3）利用TcpClient對(duì)象的GetStream方法得到網(wǎng)絡(luò)流，然后利用該網(wǎng)絡(luò)流與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 （4）創(chuàng)建一個(gè)線程監(jiān)聽指定的端口，循環(huán)接收并處理服務(wù)器發(fā)送過(guò)來(lái)的信息。 （5）完成工作后，向服務(wù)器發(fā)送關(guān)閉信息，并關(guān)

17、閉與服務(wù)器的連接。,5.1.4 TCP的無(wú)消息邊界問(wèn)題,在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)送方一次發(fā)送的消息與接收方一次接收的消息不一致的現(xiàn)象。這主要是因?yàn)門CP協(xié)議是字節(jié)流形式的、無(wú)消息邊界的協(xié)議，由于受網(wǎng)絡(luò)傳輸中的不確定因素的影響，因此不能保證單個(gè)Send方法發(fā)送的數(shù)據(jù)被單個(gè)Receive方法讀取。 實(shí)際應(yīng)用中，解決TCP協(xié)議消息邊界問(wèn)題的方法有三種： 發(fā)送固定長(zhǎng)度的消息，該方法適用于消息長(zhǎng)度固定的場(chǎng)合。 將消息長(zhǎng)度與消息一起發(fā)送，這種方法適用于任何場(chǎng)合。 使用特殊標(biāo)記分隔消息，這種方法主要用于消息中不包含特殊標(biāo)記的場(chǎng)合。,5.2 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序,【例5-1】利用同步TCP和Bin

18、aryReader及BinaryWriter對(duì)象編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)聊天程序。功能要求： （1）任何一個(gè)客戶端，均可以與服務(wù)器進(jìn)行通信。 （2）服務(wù)器要能顯示客戶端連接的狀態(tài)，當(dāng)客戶端連接成功后，要自動(dòng)及時(shí)告知客戶端已經(jīng)連接成功的信息，并將當(dāng)前在線的所有客戶告知該客戶端。 （3）客戶和服務(wù)器建立連接后，即可以通過(guò)服務(wù)器和任一個(gè)在線的其他客戶聊天。 （4）不論客戶何時(shí)退出程序，服務(wù)器都要做出正確判斷，同時(shí)將該客戶是否在線的情況告訴其他所有在線的客戶。,5.2 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序（續(xù)）,服務(wù)器端設(shè)計(jì)界面,圖5-1 服務(wù)器設(shè)計(jì)界面,5.2 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序（續(xù)）,客戶端設(shè)計(jì)界

19、面,圖5-2 聊天客戶端設(shè)計(jì)界面,5.2 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)聊天程序（續(xù)）,運(yùn)行效果,圖5-3 例5-1的運(yùn)行效果,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲,【例5-2】編寫一個(gè)可以通過(guò)因特網(wǎng)對(duì)弈的“吃棋子”游戲。功能要求： 1) 服務(wù)器可以同時(shí)服務(wù)多桌，每桌允許兩個(gè)玩家通過(guò)因特網(wǎng)對(duì)弈。 2) 允許玩家自由選擇坐在哪一桌的哪一方。如果兩個(gè)玩家坐在同一桌，雙方應(yīng)都能看到對(duì)方的狀態(tài)。兩個(gè)玩家均單擊“開始”按鈕，游戲就開始了。 3) 某桌游戲開始后，服務(wù)器以固定的時(shí)間間隔同時(shí)在1515的棋盤方格內(nèi)向該桌隨機(jī)地發(fā)送黑白兩種顏色的棋子位置，客戶端程序接收到服務(wù)器發(fā)送的棋子位置和顏色后，在1515棋盤的相應(yīng)

20、位置顯示棋子。 4) 玩家坐到游戲桌座位上后，不論游戲是否開始，該玩家都可以隨時(shí)調(diào)整服務(wù)器發(fā)送棋子的時(shí)間間隔。,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,5) 游戲開始后，客戶端程序響應(yīng)鼠標(biāo)單擊。每當(dāng)玩家單擊了某個(gè)棋子，該棋子就會(huì)從棋盤上消失，同時(shí)具有相應(yīng)顏色的玩家得1分。注意，如果玩家單擊了對(duì)方顏色的棋子，則對(duì)方得1分。 6) 如果兩個(gè)相同顏色的棋子在水平方向或垂直方向是相鄰的，那么就認(rèn)為這兩個(gè)棋子是相鄰的。這里不考慮對(duì)角線相鄰的情況。如果相同顏色的棋子出現(xiàn)在相鄰的位置，游戲就結(jié)束了。該顏色對(duì)應(yīng)的玩家就是失敗者。 7) 同一桌的兩個(gè)玩家可以聊天。 這個(gè)游戲雖然比較簡(jiǎn)單，但卻是“麻雀雖小、五臟

21、俱全”。如果讀者真正理解了編寫的方法，就可以輕松編寫各類基于C/S模式的因特網(wǎng)應(yīng)用程序。,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,服務(wù)器端編程 服務(wù)器啟動(dòng)服務(wù)后，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程專門用于監(jiān)聽玩家的連接請(qǐng)求。在監(jiān)聽線程中，服務(wù)器一旦接受一個(gè)連接，就創(chuàng)建一個(gè)與該玩家對(duì)應(yīng)的線程，用于接收該玩家發(fā)送的信息，并根據(jù)該玩家發(fā)送的信息提供相應(yīng)的服務(wù)。 有多少個(gè)玩家連接，就創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)應(yīng)的線程。玩家退出游戲室，其對(duì)應(yīng)的線程自動(dòng)終止。服務(wù)器可以限制進(jìn)入游戲室的玩家數(shù)量，具體可以同時(shí)進(jìn)入多少玩家，可以根據(jù)服務(wù)器內(nèi)存容量以及服務(wù)器運(yùn)行速度決定。 在與每個(gè)玩家對(duì)應(yīng)的線程中，服務(wù)器收到對(duì)應(yīng)玩家發(fā)送的字符串信息后，需要

22、解析字符串的含義，并決定服務(wù)器需要的操作。,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,服務(wù)器端設(shè)計(jì)界面,圖5-4 服務(wù)器設(shè)計(jì)界面,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,客戶端編程 客戶端與服務(wù)器連接成功后，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)接收線程，用于接收服務(wù)器發(fā)送的信息。在接收線程中，客戶端收到服務(wù)器發(fā)送的字符串信息后，也需要解析字符串的含義，并決定需要的操作。 客戶端還需要根據(jù)服務(wù)器發(fā)送的命令，及時(shí)更新客戶端程序的運(yùn)行界面 。,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,客戶端設(shè)計(jì)界面（1）,圖5-5 棋盤棋子與設(shè)計(jì)界界面,5.3 利用同步TCP編寫網(wǎng)絡(luò)游戲（續(xù)）,客戶端設(shè)計(jì)界面（2）,圖5-6 客戶端Fo

23、rmPlaying.cs的設(shè)計(jì)界面,5.4 異步TCP應(yīng)用編程,5.4.1 異步設(shè)計(jì)模式概述 5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法 5.4.3 使用異步方式調(diào)用同步方法,5.4.1 異步編程模式概述,什么是異步編程 異步操作方式：某個(gè)工作開始以后，能在這個(gè)工作尚未完成的時(shí)候繼續(xù)處理其他工作。異步操作一般在單獨(dú)的線程中執(zhí)行，調(diào)用異步方法異步執(zhí)行某個(gè)操作時(shí)，可同時(shí)繼續(xù)執(zhí)行該異步方法后面的代碼。 異步編程：使用異步操作方式編寫程序。異步編程用于異步操作執(zhí)行完成時(shí)間可能較長(zhǎng)的任務(wù)，如打開大文件、連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或查詢數(shù)據(jù)庫(kù)等. 異步編程的兩種設(shè)計(jì)模式： 基于事件的異步設(shè)計(jì)模式：簡(jiǎn)化異步編程復(fù)雜度，適

24、用一般程序員 基于IAsyncResult的異步設(shè)計(jì)模式：功能全，適用有經(jīng)驗(yàn)的程序員,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,基于事件的異步設(shè)計(jì)模式 該模式用事件驅(qū)動(dòng)模型實(shí)現(xiàn)異步方法。 這種模式用單獨(dú)的線程在后臺(tái)執(zhí)行耗時(shí)的任務(wù)，當(dāng)后臺(tái)任務(wù)完成時(shí)，就自動(dòng)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的事件。 優(yōu)點(diǎn)：該模式既具有多線程應(yīng)用程序的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也隱匿了多線程設(shè)計(jì)中固有的許多復(fù)雜問(wèn)題。 例如：BackgroundWorker組件 ，PictureBox控件,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,在.NET中，提供異步處理功能的有： 文件 I/O、流 I/O、套接字 I/O。 網(wǎng)絡(luò)。 遠(yuǎn)程處理信道（HTTP、TCP）和代理。 使用 A

25、SP.NET 創(chuàng)建的 XML Web services。 ASP.NET Web 窗體。 使用 MessageQueue 類的消息隊(duì)列。 BackgroundWorker等組件,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,基于事件的異步設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn)（例子見設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)preMainForm.cs） 用事件驅(qū)動(dòng)模型實(shí)現(xiàn)異步方法，適用于絕大多數(shù)異步應(yīng)用，降低了異步編程的復(fù)雜性。建議盡量使用這種設(shè)計(jì)模式。 具有多線程應(yīng)用程序的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)隱匿了多線程設(shè)計(jì)中固有的許多復(fù)雜問(wèn)題。 在“后臺(tái)”執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)（例如下載和數(shù)據(jù)庫(kù)操作），但不會(huì)中斷應(yīng)用程序。當(dāng)后臺(tái)任務(wù)完成時(shí)，就自動(dòng)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的事件。 可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作，每

26、個(gè)操作完成時(shí)都會(huì)接到通知。 后臺(tái)等待資源時(shí)，不會(huì)停止（“掛起”）應(yīng)用程序。 使用熟悉的事件和委托模型與掛起的異步操作通信。 支持基于事件的異步模式的類一般都有一個(gè)或多個(gè)后綴為 “Async” 的方法。該類還可能有一個(gè)后綴為“Completed”的事件，以及后綴為“AsyncCancel”（或只有 CancelAsync）的方法。,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,支持基于事件的異步設(shè)計(jì)模型的組件或控件舉例 PictureBox控件：提供了異步的LoadAsync 方法，比如異步下載圖像，程序調(diào)用LoadAsync方法時(shí)，會(huì)繼續(xù)執(zhí)行該語(yǔ)句后面的語(yǔ)句，而下載操作將在另一個(gè)線程上（后臺(tái)）進(jìn)行。下載

27、完成時(shí)，線程會(huì)自動(dòng)觸發(fā)LoadCompleted事件。基于事件的異步模式要求異步操作可以取消，PictureBox提供的與之對(duì)應(yīng)的方法名為CancelAsync。 BackgroundWork組件：能完成絕大多數(shù)異步編程功能。建議盡量使用它實(shí)現(xiàn)異步操作。 除了這兩個(gè)以外，其他很多組件或控件也支持異步操作。例如SoundPlayer組件、WebClient類等,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,基于IAsyncResult的異步設(shè)計(jì)模式 通過(guò)前綴分別為“Begin”和“End”的兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)開始和結(jié)束異步操作，例如FileStream類提供BeginRead和EndRead方法來(lái)從文件異步讀取

28、字節(jié)。程序在調(diào)用Begin后，可以在調(diào)用線程上繼續(xù)執(zhí)行其下面的指令，同時(shí)異步操作在另一個(gè)線程上執(zhí)行。 Begin方法開始異步操作，并返回一個(gè)實(shí)現(xiàn) IAsyncResult接口的對(duì)象。 IAsyncResult對(duì)象存儲(chǔ)有關(guān)異步操作的狀態(tài)信息。這些信息包括： IAsyncState：可選的特定的對(duì)象，包含異步操作需要的信息。 AsyncWaitHandle：用于在異步操作完成前阻止程序執(zhí)行。 CompletedSynchronously：指示異步操作是否在用于調(diào)用Begin的線程上完成，而不是在單獨(dú)的ThreadPool線程上完成。 IsCompleted：一個(gè)布爾值，指示異步操作是否已完成。 特

29、點(diǎn) 適用面廣、靈活性高、但學(xué)習(xí)起來(lái)比事件設(shè)計(jì)模式復(fù)雜。 每次調(diào)用Begin后，程序還應(yīng)調(diào)用End來(lái)獲取操作的結(jié)果。,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,（1）Begin方法和end方法成對(duì)出現(xiàn)：程序調(diào)用異步操作的Begin方法時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在線程池中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的線程進(jìn)行異步操作，從而保證調(diào)用方和被調(diào)用方同時(shí)執(zhí)行。 （2）當(dāng)線程池中的Begin方法執(zhí)行完畢時(shí)，會(huì)自動(dòng)通過(guò)AsyncCallback委托調(diào)用在Begin方法的參數(shù)中指定的回調(diào)方法。,5.4.1 異步編程模式概述（續(xù)）,如何理解異步設(shè)計(jì)模式（對(duì)比舉例）,5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,使用異步TCP編程時(shí)，除了套接字有對(duì)應(yīng)的異步

30、操作方式外，TcpListener和TcpClient類均提供了返回結(jié)果為IasyncResult類型的異步操作的方法。見下頁(yè)表。,5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,1BeginAcceptTcpClient方法和EndAcceptTcpClient方法 BeginAcceptTcpClient：程序執(zhí)行BeginAcceptTcpClient方法后，會(huì)立即在線程池中自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)線程，同時(shí)在該線程中監(jiān)聽客戶端連接請(qǐng)求。一旦接受了客戶端連接請(qǐng)求，就通過(guò)委托執(zhí)行相應(yīng)的方法，并返回狀態(tài)信息。 public IAsyncResult BeginAcceptTcpClient(AsyncCall

31、back callback, Object state) 參數(shù)1：AsyncCallback類型的委托, 參數(shù)2：Object類型，用于將狀態(tài)信息傳遞給委托調(diào)用的方法。,回調(diào)方法名,5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,1BeginAcceptTcpClient方法和EndAcceptTcpClient方法 回調(diào)方法中傳遞的參數(shù)只有一個(gè)，而且必須是 IAsyncResult類型的接口，它表示異步操作的狀態(tài)，如果有多個(gè)狀態(tài)需要傳遞，可以將其事先封裝到某個(gè)類中 AsyncCallback callback = new AsyncCallback(AcceptClient); tcpListen

32、er.BeginAcceptTcpClient(callback, tcpListener); . void AcceptClient( IAsyncResult ar) TcpListener myListener = (TcpListener)ar.AsyncState; TcpClient client = myListener.EndAcceptTcpClient(ar); ,5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,2BeginConnect方法和EndConnect方法 在BeginConnect方法操作完成前，調(diào)用該方法的線程不會(huì)阻塞，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用獨(dú)立的線程來(lái)執(zhí)行該方法，直到與遠(yuǎn)

33、程主機(jī)連接成功或拋出異常。 public IAsyncResult BeginConnect(IPAddress address, int port, AsyncCallback requestCallback, Object state); 參數(shù)：address為遠(yuǎn)程主機(jī)的IPAddress對(duì)象； port為遠(yuǎn)程主機(jī)的端口號(hào)； requestCallback為AsyncCallback類型的委托； state為包含連接操作的相關(guān)信息，當(dāng)操作完成時(shí)，此對(duì)象會(huì)被傳遞給requestCallback委托。,5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,2BeginConnect方法和EndConnec

34、t方法 AsyncCallback requestCallback = new AsyncCallback(FinishConnect); tcpClient.BeginConnect(遠(yuǎn)程主機(jī)IP或域名,遠(yuǎn)程主機(jī)端口號(hào), requestCallback, tcpClient); void FinishConnect (IAsyncResult ar) tcpClient = (TcpClient)ar.AsyncState; client.EndConnect(ar); 在自定義的FinishConnect方法中，通過(guò)獲取的狀態(tài)信息得到新的TcpClient 類型的對(duì)象，并調(diào)用EndConnect完成連接請(qǐng)求。,同步參數(shù),委托,Object參數(shù),5.4.2 異步TCP應(yīng)用編程的一般方法,3異步發(fā)送和接收數(shù)據(jù) public override IAsyncResult BeginWrite(byte buffer, int offset, int size, AsyncCallback callback, Object state); public override IAsyn