【Stream—7】NetworkStream相关知识分享

时间 2019-11-29

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1、NetworkStream的做用程序员

和先前的流有所不一样，NetworkStream的特殊性能够在它的命名空间中得以了解（System.Net.Sockets），聪明的你立刻就会反应过来：既然是在网络中传输的流，那必然有某种协议或者规则约束他，不错，这种协议就是Tcp/Ip协议。这个是什么东西？别急，我先让你们了解如下NetworkStream的做用：若是服务器和客户端之间基于TCP链接的，他们之间可以依靠一个稳定的字节流进行相互传输信息，这也是NetworkStream的最关键的做用，有了这个神奇的协议，NetworkStream便能向其余流同样在网络中（进行点对点的传输），这种传输的效率和速度是很是高的（UDP也很快，稍后再介绍），若是你们对这个概念还不是很清晰的话，别怕，后文中我会更详细的说明。编程

这里有5点你们先了解如下就行：数组

一、NetworkStream只能在具备TCP/IP协议之中，若是用在UDP中编译不报错，会报异常。浏览器

二、NetworkStream是面向链接的。安全

三、在网络中利用流的形式传递信息。服务器

四、必须借助Socket（也称之为流式socket），或者使用一些返回的返回值，例如TcpClient类的GetStream方法。网络

五、用法和普通流方法几乎如出一辙，但具备特殊性。异步

2、简单介绍一下TCP/IP协议和相关层次socket

提到协议相信许多初学者或者没搞过这块的朋友会一头雾水，不过别怕，协议也是人定的，确定能搞懂：tcp

其实协议能够这么理解，是人为制定的为某个活动定义的一系列规则和约束，就比如足球比赛的红牌黄牌，这是由世界足联制定的协议或者规范，一旦不按这个协议，足球赛确定会一片混乱。

进入正题：

TCP/IP

全称：Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通信协议）

这个即是互联网通讯中的最基本协议，tcp/ip定义了电子设备如何进入到互联网，以及数据如何在互联网中传递。既然有了协议，可是空头支票仍是不行的，就比如足联制定了这些规则，可是没有裁判在球场上来实施这些规则同样，tcp/ip协议也有它本身的层次结构，关于他的层次结构，你们看图就能明白：

发送数据：

你们不用刻板的取理解这个协议，我仍是用咱们最普通的浏览网页来给你们讲解一下，首先，打开浏览器输入一个Url，这时候，应用成会判断这个要求是不是http的，而后，http会将请求信息交给传输层来执行，传输层主要负责信息流的格式化而且提供一个可靠的传输，这时候，TCP和UDP这两个协议在这里起做用了，TCP协议规定：接收端必须发回确认，而且加入分组丢失，必须从新发送，接着网络层获得这些须要发送的数据，（网络中的IP协议很是重要，不只是IP协议，还有ARP协议（查找远程主机MAC地址）），这时候网络层会命令网络接口层取发送这些信息（IP层主要负责的是在节点之间的数据报传送，这里的节点是一台网络设备，好比计算机，你们即可以理解为网络接口层的设备），最终将请求数据发送至远程网站主机后等待远程主机发送来信息。

接收数据：

好了，远程网站主机会根据请求信息（ip，数据报等等）发送一系列的网页数据经过网线或者无线路由，回到网络接口层，而后逐级上报，经过网络层的IP而后经过传输层的一系列格式化，最终经过http返回至浏览器显示网页了。

基于篇幅的关系，还有其余的协议你们能够自行去了解学习，相信园子里不少大神都写过关于http协议的博文，你们也能够去学习一下。

3、简单说明一下TCP和UDP的区别

TCP：

一、TCP是面向链接的通讯协议，经过三次握手创建链接

二、TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的确定确认”技术来实现传输的可靠性

UDP：

一、UDP是面向无链接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，因为通信不须要链接，因此能够实现广播发送

二、UDP通信时，不须要接受方确认，属于不可靠传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求在程序员编程验证。

三、因为上述2点的关系，UDP传输速度更快，可是安全性比较差，很容易发生未知的错误，因此本章的NetworkStream没法使用在UDP的功能上。

4、简单介绍下套接字（Socket）的概念

关于Socket的概念和功能可能能够写很长的一篇文章来介绍，这里你们把socket理解tcp/ip协议的抽象，而且可以实现tcp/ip协议栈的工具就行，换句话说，咱们能够利用socket实现客户端和服务端双向通讯，一样，对于socket最关键的理解还没到位，不少新人或者不经常使用的朋友会问：socket功能到底时什么？怎么工做的？

再次举个例子，女友打电话给我，我能够选择接通或者拒绝，若是我接了她的电话，也就是说，我和她经过电话链接（Connect），那电话就是“Socket”，女朋友和我均可以时客户端或者服务端，只要点对点就行，咱们的声音经过电话传递，可是具体传输内容不归Socket管辖，Socket的直接任务能够概括为如下几点：

一、建立客户端或服务端

二、服务端或客户端监听是否有服务端或客户端传来的链接信息（Listening）

三、建立点对点链接（Connect）

四、发送accept信息给对方，表示二者已经创建链接，而且能够相互传递信息了（Send）

五、具体发送什么信息内容不是Socket管辖的范围，可是必须是Socket进行发送的动做

六、统里能够经过Socket去接收对方发来的信息，并加以处理

后面咱们会简单的写一个Socket的示例

5、简单介绍下TcpClient、TcpListener、IPEndPoint类的做用

一、TcpClient

此类事微软基于Tcp封装类，用于简化Tcp客户端的开发，主要经过构造带入主机地址或者IPEndPoint对象，而后调用Connect进行和服务器点对点的链接，链接成功后经过GetStream方法返回NetworkStream对象。

二、TcpListener

此类也是微软基于Tcp封装类，用于监听服务器或者客户端的链接请求，一旦有链接请求信息，理解交给TcpClient的AcceptTcpClient方法捕获，Start方法用于开始监听。

三、IPEndPoint

处理IP地址和端口的封装类

四、IPAddress

提供包含计算机在IP网络上的地址的工具类

6、使用NetworkStream的注意事项和局限性

从这里开始，才真正的介绍NetworkStream，但前面的一再说明NetworkStream背后那个必须掌握的知识点，这样才能在实际变成过程当中很快上手，毕竟NetworkStream的工做环境和其余流有很大的差异，再回到第一节关于NetworkStream的知识点，在使用时有几点必须注意：

一、再次强调NetworkStream是稳定的，面向链接的，因此它只适用TCP协议的环境下工做，因此一旦在UDP环境中，虽然编译不会报错，可是会跳出异常。

二、咱们能够经过NetworkStream简化Socket开发

三、若是要创建NetworkStream一个新的实例，则必须使用已经链接的Socket

四、NetworkStream使用后不会自动关闭提供的socket，必须使用NetworkStream构造函数时是定的socket全部权（NetworkStream的构造函数中设置）

五、NetworkStream支持异步读写操做。

NetworkStream的局限性：

一、惋惜的是NetworkStream基于安全上的考虑不支持Position属性或Seek方法，寻找或改变流的位置，若是吃土强行使用会报出NotSupport的异常

二、支持传递数据的种类没有直接使用Socket来的多。

7、NetworkStream的构造

一、NetworkStream(Socket socket)：

为制定的Scoket建立NetworkStream类的新实例

二、NetworkStream(Socket socket,Boolean ownsSocket)：

用来指定Socket所属权为是定的Socket，ownsSocket表示指示NetworkStream是否拥有该Socket

三、NetworkStream(Socket socket,FileAccess fileAccess)：

用指定的访问权限为指定的Socket建立FileAccess值得按位组合，这些值指定授予所低通得Scoket上的NetworkStream的访问类型

四、NetworkStream(Socket socket,FileAccess fileAccess,Boolean ownsSocket)：

以上就是NetworkStream经常使用的几个构造

对于NetworkStream构造函数的理解相信你们通过前文的解释也可以掌握了，可是有几点必须强调如下

一、若是用构造产生NetworkStream的实例，则必须使用链接的Socket

二、若是该NetworkStream拥有对Socket的全部权，则在使用NetworkStream的Close方法时，会同时关闭Socket，不然关闭NetworkStream时不会关闭Socket

三、可以建立对指定Socket带有读写权限的NetworkStream

8、NetworkStream的属性

一、CanSeek：用于指示流是否支持查找，它的值始终为false

二、DataAvailable：指示在要读取的NetworkStream上是否有可用的数据，通常来讲经过判断这俄格属性来判断NetworkStream是否有数据

三、Length：NetworkStream不支持使用Length属性，强行使用会发生NotSupportedException异常

四、Position：NetworkStream不支持使用Position属性，强行使用会发生NotSupportedException异常

9、NetworkStream的方法

一样，NetworkStream的方法大体重写或继承了Stream的方法，可是如下方法必须注意：

一、int Read(byte[] buffer,int offset,int size)

该方法将数据读入buffer参数并返回成功读取的字节数，若是没有能够读取的数据，则Read方法返回0，Read操做将读取尽量多的可用数据，直至达到由size参数指定的字节数为止。若是远程主机关闭了链接而且已接受到全部可用数据，Read方法将当即完成并返回0字节。

二、long Seek(long offset,SeekOrigin origin)

将流的当前位置设置为给定值，此方法当前不愁支持，老是引起NotSupportException

三、void Write(byte[] buffer,int offset,int size)

Write方法在指定的offset处启动，并将buffer内容的size字节发送到网络，Write方法将一直处于阻止状态（能够用异步解决），知道发送了请求的字节数或引起SocktException为止，若是收到ScoketException，可使用SocketException.ErrorCode属性获取特定的错误代码。

10、NetworkStream的简单示例

建立一个客户端向服务端传输图片的小示例

服务端一直监听客户端传来的图片信息

服务端代码：

 1     class Program
 2     {
 3         //全局tcpClient
 4         private static TcpClient _client;
 5         //文件流创建到磁盘上的读写流
 6         static FileStream fs=new FileStream("F:\\abc.jpg",FileMode.Create);
 7         //buffer
 8         private static int bufferlength = 200;
 9         private static byte[] buffer = new byte[bufferlength];
10         //网络流
11         private static NetworkStream _ns;
12         static void Main()
13         {
14             ConnectAndListen();
15            // Console.ReadKey();
16         }
17 
18         static void ConnectAndListen()
19         {
20             //服务端监放任何Ip,可是端口号时80的链接
21             TcpListener listener=new TcpListener(IPAddress.Any,9090);
22             //监听对象开始监听
23             listener.Start();
24             while (true)
25             {
26                 Console.WriteLine("等待链接");
27                 //线程会挂在这里,直到客户端发来链接请求
28                 _client = listener.AcceptTcpClient();
29                 Console.WriteLine("已链接");
30                 //获得从客户端传过来的网络流
31                 _ns = _client.GetStream();
32                 //若是网络流中由数据
33                 if (_ns.DataAvailable)
34                 {
35                    //异步读取网络流中的byte信息
36                    _ns.BeginRead(buffer, 0, bufferlength, ReadAsyncCallBack, null);
37                 }
38             }
39         }
40 
41         /// <summary>
42         /// 异步读取回调函数
43         /// </summary>
44         /// <param name="result"></param>
45         static void ReadAsyncCallBack(IAsyncResult result)
46         {
47             int readCount;
48             //得到每次异步读取数量
49             readCount = _client.GetStream().EndRead(result);
50             //若是所有读完退出,垃圾回收
51             if (readCount<1)
52             {
53                 _client.Close();
54                 _ns.Dispose();
55                 fs.Dispose();
56                 return;
57             }
58             //将网络流中的图片数据段顺序写入本地
59             fs.Write(buffer,0,bufferlength);
60             //再次异步读取
61             _ns.BeginRead(buffer, 0, bufferlength, ReadAsyncCallBack, null);
62         }
63     }

客户端代码：

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             SendImageToServer(@"E:\111.jpg");
 6         }
 7 
 8         static void SendImageToServer(string imgUrl)
 9         {
10             if (!File.Exists(imgUrl))
11             {
12                 return;
13             }
14             //建立一个文件流打开图片
15             FileStream fs = File.Open(imgUrl, FileMode.Open);
16             //声明一个byte数组接收图片byte信息
17             byte[] fileBytes = new byte[fs.Length];
18             using (fs)
19             {
20                 //将图片byte信息读入byte数组中
21                 fs.Read(fileBytes, 0, fileBytes.Length);
22             }
23             //找到服务器的IP地址
24             IPAddress address = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
25             //将建TcpClient对象实现与服务器的链接
26             TcpClient client = new TcpClient();
27             //链接服务器
28             client.Connect(address, 9090);
29             using (client)
30             {
31                 //链接完服务器后便在客户端和服务器之间产生一个流的通道
32                 NetworkStream ns = client.GetStream();
33                 using (ns)
34                 {
35                     //经过此通道将图片数据吸入网络流,传向服务器接收
36                     ns.Write(fileBytes, 0, fileBytes.Length);
37                 }
38             }
39         }
40     }

这样就能够经过socket把图片传递过去了。

好了，关于NetworkStream的相关知识就介绍到这里了~