知识引入

弱联网和强联网游戏

• 弱联网游戏：不会频繁的进行数据通信，通常服务端处理完客户端请求就断开连接，例如一些休闲游戏
• 强联网游戏：频繁进行数据通信，游戏核心逻辑在服务端处理，与客户端不停同步信息，例如MOBA，MMO等

TCP、UDP 和 Socket

TCP：TCP 是一种传输层协议，提供面向连接的、可靠的数据传输服务

TCP特点：

1. 面向连接——两者之间必须建立可靠的连接

2. 一对一——只能是1对1的建立连接

3. 可靠性高——消息传送失败会重新发送，不允许丢包

4. 有序的——是按照顺序进行消息发送的

UDP：UDP 是一种传输层协议，提供无连接的、不可靠的数据传输服务

UDP特点：

1. 无连接 —— 两者之间无需建立连接

2. n对n —— TCP只能1对1连接进行消息传递，而UDP由于无连接所以可以n对n

3. 可靠性低 —— 消息可能在传送过程中丢失，丢失后不会重发

4. 传输效率高 —— 由于它的可靠性低并且也无需建立连接，所以传输效率上更高一些

Socket（套接字）：一种编程接口，使用TCP或UDP协议进行网络通信

知识点

IPAdress类

//1.通过Byte数组
byte[] ipAddress = new byte[] { 118, 102, 111, 11 };
IPAddress ip1 = new IPAddress(ipAddress);
//2.通过Long初始化
IPAddress ip2 = new IPAddress(0x7666F0B);
//3.通过字符串转换(推荐)
IPAddress ip3 = IPAddress.Parse("118.102.111.11");

IPEndPoint类

IPEndPoint类将网络端点表示为IP地址和端口号，表现为IP地址和端口号的组合

//初始化方式
IPEndPoint ipPoint = new IPEndPoint(0x79666F0B, 8080);
IPEndPoint ipPoint2 = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("118.102.111.11"), 8080);

Socket类

语法：Socket socketTcp = new Socket(参数1, 参数2, 参数3);

每一个参数都由枚举类型构成，下面列出每个枚举变量常用的参数

参数1：

InterNetwork IPv4寻址
InterNetwork6 IPv6寻址

参数2：
Dgram 支持数据报，最大长度固定的无连接、不可靠的消息(主要用于UDP通信)
Stream 支持可靠、双向、基于连接的字节流（主要用于TCP通信）

参数3：

TCP TCP传输控制协议
UDP UDP用户数据报协议

而这里列出常用的搭配方式

2、3参数的常用搭配：
SocketType.Dgram + ProtocolType.Udp = UDP协议通信（常用，主要学习）
SocketType.Stream + ProtocolType.Tcp = TCP协议通信（常用，主要学习）
SocketType.Raw + ProtocolType.Icmp = Internet控制报文协议（了解）
SocketType.Raw + ProtocolType.Raw = 简单的IP包通信（了解）

如何在服务端和客户端间建立通信

1. 客户端：
   
   1. 创建套接字Socket
   
   2. 用Connect方法与服务器相连接
   
   3. 用Send和Receive相关方法收发数据
   
   4. 用Shutdown方法释放连接
   
   5. 关闭套接字
2. 服务端：
   
   1. 创建套接字Socket
   
   2. 用Bind方法将套接字与本地地址绑定
   
   3. 用Listen方法监听
   
   4. 用Accept方法等待客户端连接
   
   5. 建立连接，Accept返回新套接字
   
   6. 用Send和Receive相关方法收发数据
   
   7. 用Shutdown方法释放连接
   
   8. 关闭套接字

实战

服务端

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

namespace LearnTcpServer;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 1. 创建套接字Socket
        Socket socketTcp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        // 2. 用Bind方法将套接字与本地地址绑定
        try
        {
            IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);
            socketTcp.Bind(ipEndPoint);
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine("绑定失败"+e.Message);
            throw;
        }
        // 3. 用Listen方法监听
        socketTcp.Listen(1);
        Console.WriteLine("服务端绑定监听结束，等待客户端连入");
        // 4. 用Accept方法等待客户端连接
        // 5. 建立连接，Accept返回新套接字
        Socket socketClient = socketTcp.Accept();
        // 6. 用Send和Receive相关方法收发数据
        //发送
        socketClient.Send(Encoding.UTF8.GetBytes("Welcome to Connect to Server!"));
        //接收
        byte[] result = new byte[1024];//1kb
        int receiveNum = socketClient.Receive(result);
        Console.WriteLine("Received Message From {0}:{1}",socketClient.RemoteEndPoint.ToString(),Encoding.UTF8.GetString(result,0,receiveNum));
        // 7. 用Shutdown方法释放连接
        socketClient.Shutdown(SocketShutdown.Both);
        // 8. 关闭套接字
        socketClient.Close();
        
        Console.WriteLine("服务端已关闭，按任意键退出");
        Console.ReadKey();
    }
}

客户端

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

namespace LearnTcpClient
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 1. 创建套接字Socket
            Socket socketTcp = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            // 2. 用Connect方法与服务器相连接
            try
            {
                IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);
                socketTcp.Connect(ipEndPoint);
            }
            catch (SocketException e)
            {
                if (e.ErrorCode == 10061)
                {
                    Console.WriteLine("服务器拒绝连接");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("连接失败" + e.ErrorCode);
                }
                return;
            }
            // 3. 用Send和Receive相关方法收发数据
            byte[] result = new byte[1024];
            int receiveNum = socketTcp.Receive(result);
            Console.WriteLine($"Received Message From {socketTcp.RemoteEndPoint.ToString()}:{Encoding.UTF8.GetString(result, 0, receiveNum)}");

            socketTcp.Send(Encoding.UTF8.GetBytes("Hello i'm client!"));
            // 4. 用Shutdown方法释放连接
            socketTcp.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            // 5. 关闭套接字
            socketTcp.Close();
            
            Console.WriteLine("客户端已关闭，按任意键退出");
	        Console.ReadKey();
        }
    }
}

首先运行服务端然后再运行客户端，服务端先发送一个消息Welcome to Connect to Server!，然后客户端接收消息打印，紧接着发送Hello i’m client!随后关闭，服务端在接收到客户端消息后打印，随后关闭，整个流程是一次性的。

问题

在主线程中会经历以下卡顿阶段：

1. 服务端Accept卡顿，这是由于服务端在一直等待客户端连接，直到客户端连上才能继续执行

2.Receive接收消息卡顿，一般由于网络情况所导致

当然还有收发消息不可控，服务端只能连接一个客户端的局限性

要解决以上问题，需要引入多线程的知识，在下一节将用多线程解决这几个问题