【Stream—7】NetworkStream相關知識分享

1、NetworkStream的做用

和先前的流有所不一樣，NetworkStream的特殊性能夠在它的命名空間中得以瞭解（System.Net.Sockets），聰明的你立刻就會反應過來：既然是在網絡中傳輸的流，那必然有某種協議或者規則約束他，不錯，這種協議就是Tcp/Ip協議。這個是什麼東西？別急，我先讓你們瞭解如下NetworkStream的做用：若是服務器和客戶端之間基於TCP鏈接的，他們之間可以依靠一個穩定的字節流進行相互傳輸信息，這也是NetworkStream的最關鍵的做用，有了這個神奇的協議，NetworkStream便能向其餘流同樣在網絡中（進行點對點的傳輸），這種傳輸的效率和速度是很是高的（UDP也很快，稍後再介紹），若是你們對這個概念還不是很清晰的話，別怕，後文中我會更詳細的說明。

這裏有5點你們先了解如下就行：

一、NetworkStream只能在具備TCP/IP協議之中，若是用在UDP中編譯不報錯，會報異常。

二、NetworkStream是面向鏈接的。

三、在網絡中利用流的形式傳遞信息。

四、必須藉助Socket（也稱之爲流式socket），或者使用一些返回的返回值，例如TcpClient類的GetStream方法。

五、用法和普通流方法幾乎如出一轍，但具備特殊性。

2、簡單介紹一下TCP/IP協議和相關層次

提到協議相信許多初學者或者沒搞過這塊的朋友會一頭霧水，不過別怕，協議也是人定的，確定能搞懂：

其實協議能夠這麼理解，是人爲制定的爲某個活動定義的一系列規則和約束，就比如足球比賽的紅牌黃牌，這是由世界足聯制定的協議或者規範，一旦不按這個協議，足球賽確定會一片混亂。

進入正題：

TCP/IP

全稱：Transmission Control Protocol/Internet Protocol（傳輸控制協議/因特網互聯協議，又名網絡通信協議）

這個即是互聯網通訊中的最基本協議，tcp/ip定義了電子設備如何進入到互聯網，以及數據如何在互聯網中傳遞。既然有了協議，可是空頭支票仍是不行的，就比如足聯制定了這些規則，可是沒有裁判在球場上來實施這些規則同樣，tcp/ip協議也有它本身的層次結構，關於他的層次結構，你們看圖就能明白：

 

 發送數據：

你們不用刻板的取理解這個協議，我仍是用咱們最普通的瀏覽網頁來給你們講解一下，首先，打開瀏覽器輸入一個Url，這時候，應用成會判斷這個要求是不是http的，而後，http會將請求信息交給傳輸層來執行，傳輸層主要負責信息流的格式化而且提供一個可靠的傳輸，這時候，TCP和UDP這兩個協議在這裏起做用了，TCP協議規定：接收端必須發回確認，而且加入分組丟失，必須從新發送，接着網絡層獲得這些須要發送的數據，（網絡中的IP協議很是重要，不只是IP協議，還有ARP協議（查找遠程主機MAC地址）），這時候網絡層會命令網絡接口層取發送這些信息（IP層主要負責的是在節點之間的數據報傳送，這裏的節點是一臺網絡設備，好比計算機，你們即可以理解爲網絡接口層的設備），最終將請求數據發送至遠程網站主機後等待遠程主機發送來信息。

接收數據：

好了，遠程網站主機會根據請求信息（ip，數據報等等）發送一系列的網頁數據經過網線或者無線路由，回到網絡接口層，而後逐級上報，經過網絡層的IP而後經過傳輸層的一系列格式化，最終經過http返回至瀏覽器顯示網頁了。

基於篇幅的關係，還有其餘的協議你們能夠自行去了解學習，相信園子裏不少大神都寫過關於http協議的博文，你們也能夠去學習一下。

3、簡單說明一下TCP和UDP的區別

TCP：

一、TCP是面向鏈接的通訊協議，經過三次握手創建鏈接

二、TCP提供的是一種可靠的數據流服務，採用「帶重傳的確定確認」技術來實現傳輸的可靠性

UDP：

一、UDP是面向無鏈接的通訊協議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，因爲通信不須要鏈接，因此能夠實現廣播發送

二、UDP通信時，不須要接受方確認，屬於不可靠傳輸，可能會出現丟包現象，實際應用中要求在程序員編程驗證。

三、因爲上述2點的關係，UDP傳輸速度更快，可是安全性比較差，很容易發生未知的錯誤，因此本章的NetworkStream沒法使用在UDP的功能上。

4、簡單介紹下套接字（Socket）的概念

關於Socket的概念和功能可能能夠寫很長的一篇文章來介紹，這裏你們把socket理解tcp/ip協議的抽象，而且可以實現tcp/ip協議棧的工具就行，換句話說，咱們能夠利用socket實現客戶端和服務端雙向通訊，一樣，對於socket最關鍵的理解還沒到位，不少新人或者不經常使用的朋友會問：socket功能到底時什麼？怎麼工做的？

再次舉個例子，女友打電話給我，我能夠選擇接通或者拒絕，若是我接了她的電話，也就是說，我和她經過電話鏈接（Connect），那電話就是「Socket」，女朋友和我均可以時客戶端或者服務端，只要點對點就行，咱們的聲音經過電話傳遞，可是具體傳輸內容不歸Socket管轄，Socket的直接任務能夠概括爲如下幾點：

一、建立客戶端或服務端

二、服務端或客戶端監聽是否有服務端或客戶端傳來的鏈接信息（Listening）

三、建立點對點鏈接（Connect）

四、發送accept信息給對方，表示二者已經創建鏈接，而且能夠相互傳遞信息了（Send）

五、具體發送什麼信息內容不是Socket管轄的範圍，可是必須是Socket進行發送的動做

六、統裏能夠經過Socket去接收對方發來的信息，並加以處理

後面咱們會簡單的寫一個Socket的示例

5、簡單介紹下TcpClient、TcpListener、IPEndPoint類的做用

一、TcpClient

此類事微軟基於Tcp封裝類，用於簡化Tcp客戶端的開發，主要經過構造帶入主機地址或者IPEndPoint對象，而後調用Connect進行和服務器點對點的鏈接，鏈接成功後經過GetStream方法返回NetworkStream對象。

二、TcpListener

此類也是微軟基於Tcp封裝類，用於監聽服務器或者客戶端的鏈接請求，一旦有鏈接請求信息，理解交給TcpClient的AcceptTcpClient方法捕獲，Start方法用於開始監聽。

三、IPEndPoint

處理IP地址和端口的封裝類

四、IPAddress

提供包含計算機在IP網絡上的地址的工具類

6、使用NetworkStream的注意事項和侷限性

從這裏開始，才真正的介紹NetworkStream，但前面的一再說明NetworkStream背後那個必須掌握的知識點，這樣才能在實際變成過程當中很快上手，畢竟NetworkStream的工做環境和其餘流有很大的差異，再回到第一節關於NetworkStream的知識點，在使用時有幾點必須注意：

一、再次強調NetworkStream是穩定的，面向鏈接的，因此它只適用TCP協議的環境下工做，因此一旦在UDP環境中，雖然編譯不會報錯，可是會跳出異常。

二、咱們能夠經過NetworkStream簡化Socket開發

三、若是要創建NetworkStream一個新的實例，則必須使用已經鏈接的Socket

四、NetworkStream使用後不會自動關閉提供的socket，必須使用NetworkStream構造函數時是定的socket全部權（NetworkStream的構造函數中設置）

五、NetworkStream支持異步讀寫操做。

NetworkStream的侷限性：

一、惋惜的是NetworkStream基於安全上的考慮不支持Position屬性或Seek方法，尋找或改變流的位置，若是吃土強行使用會報出NotSupport的異常

二、支持傳遞數據的種類沒有直接使用Socket來的多。

7、NetworkStream的構造

一、NetworkStream(Socket socket)：

爲制定的Scoket建立NetworkStream類的新實例

二、NetworkStream(Socket socket,Boolean ownsSocket)：

用來指定Socket所屬權爲是定的Socket，ownsSocket表示指示NetworkStream是否擁有該Socket

三、NetworkStream(Socket socket,FileAccess fileAccess)：

用指定的訪問權限爲指定的Socket建立FileAccess值得按位組合，這些值指定授予所低通得Scoket上的NetworkStream的訪問類型

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

以上就是NetworkStream經常使用的幾個構造

對於NetworkStream構造函數的理解相信你們通過前文的解釋也可以掌握了，可是有幾點必須強調如下

一、若是用構造產生NetworkStream的實例，則必須使用鏈接的Socket

二、若是該NetworkStream擁有對Socket的全部權，則在使用NetworkStream的Close方法時，會同時關閉Socket，不然關閉NetworkStream時不會關閉Socket

三、可以建立對指定Socket帶有讀寫權限的NetworkStream

8、NetworkStream的屬性

一、CanSeek：用於指示流是否支持查找，它的值始終爲false

二、DataAvailable：指示在要讀取的NetworkStream上是否有可用的數據，通常來講經過判斷這俄格屬性來判斷NetworkStream是否有數據

三、Length：NetworkStream不支持使用Length屬性，強行使用會發生NotSupportedException異常

四、Position：NetworkStream不支持使用Position屬性，強行使用會發生NotSupportedException異常

9、NetworkStream的方法

一樣，NetworkStream的方法大體重寫或繼承了Stream的方法，可是如下方法必須注意：

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

該方法將數據讀入buffer參數並返回成功讀取的字節數，若是沒有能夠讀取的數據，則Read方法返回0，Read操做將讀取儘量多的可用數據，直至達到由size參數指定的字節數爲止。若是遠程主機關閉了鏈接而且已接受到全部可用數據，Read方法將當即完成並返回0字節。

二、long Seek(long offset,SeekOrigin origin)

將流的當前位置設置爲給定值，此方法當前不愁支持，老是引起NotSupportException

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

Write方法在指定的offset處啓動，並將buffer內容的size字節發送到網絡，Write方法將一直處於阻止狀態（能夠用異步解決），知道發送了請求的字節數或引起SocktException爲止，若是收到ScoketException，可使用SocketException.ErrorCode屬性獲取特定的錯誤代碼。

10、NetworkStream的簡單示例

建立一個客戶端向服務端傳輸圖片的小示例

服務端一直監聽客戶端傳來的圖片信息

 服務端代碼：

 1     class Program
 2     {
 3         //全局tcpClient
 4         private static TcpClient _client;
 5         //文件流創建到磁盤上的讀寫流
 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         //網絡流
11         private static NetworkStream _ns;
12         static void Main()
13         {
14             ConnectAndListen();
15            // Console.ReadKey();
16         }
17 
18         static void ConnectAndListen()
19         {
20             //服務端監放任何Ip,可是端口號時80的鏈接
21             TcpListener listener=new TcpListener(IPAddress.Any,9090);
22             //監聽對象開始監聽
23             listener.Start();
24             while (true)
25             {
26                 Console.WriteLine("等待鏈接");
27                 //線程會掛在這裏,直到客戶端發來鏈接請求
28                 _client = listener.AcceptTcpClient();
29                 Console.WriteLine("已鏈接");
30                 //獲得從客戶端傳過來的網絡流
31                 _ns = _client.GetStream();
32                 //若是網絡流中由數據
33                 if (_ns.DataAvailable)
34                 {
35                    //異步讀取網絡流中的byte信息
36                    _ns.BeginRead(buffer, 0, bufferlength, ReadAsyncCallBack, null);
37                 }
38             }
39         }
40 
41         /// <summary>
42         /// 異步讀取回調函數
43         /// </summary>
44         /// <param name="result"></param>
45         static void ReadAsyncCallBack(IAsyncResult result)
46         {
47             int readCount;
48             //得到每次異步讀取數量
49             readCount = _client.GetStream().EndRead(result);
50             //若是所有讀完退出,垃圾回收
51             if (readCount<1)
52             {
53                 _client.Close();
54                 _ns.Dispose();
55                 fs.Dispose();
56                 return;
57             }
58             //將網絡流中的圖片數據段順序寫入本地
59             fs.Write(buffer,0,bufferlength);
60             //再次異步讀取
61             _ns.BeginRead(buffer, 0, bufferlength, ReadAsyncCallBack, null);
62         }
63     }

客戶端代碼：

 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             //建立一個文件流打開圖片
15             FileStream fs = File.Open(imgUrl, FileMode.Open);
16             //聲明一個byte數組接收圖片byte信息
17             byte[] fileBytes = new byte[fs.Length];
18             using (fs)
19             {
20                 //將圖片byte信息讀入byte數組中
21                 fs.Read(fileBytes, 0, fileBytes.Length);
22             }
23             //找到服務器的IP地址
24             IPAddress address = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
25             //將建TcpClient對象實現與服務器的鏈接
26             TcpClient client = new TcpClient();
27             //鏈接服務器
28             client.Connect(address, 9090);
29             using (client)
30             {
31                 //鏈接完服務器後便在客戶端和服務器之間產生一個流的通道
32                 NetworkStream ns = client.GetStream();
33                 using (ns)
34                 {
35                     //經過此通道將圖片數據吸入網絡流,傳向服務器接收
36                     ns.Write(fileBytes, 0, fileBytes.Length);
37                 }
38             }
39         }
40     }

這樣就能夠經過socket把圖片傳遞過去了。

好了，關於NetworkStream的相關知識就介紹到這裏了~