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IOS 基于TCP的socket通信详解

最近在整理通信层相关知识，这篇文章是边整理边写的，有些地方可能不够准确，还请各位路过的大牛专家指出来。这次整理的socket通信是基于TCP的，实现方式是GCD形式，以下记录的都是些理论知识，方便自己回忆。

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1、socket通信原理：现网络上有很多socket开园框架文件，基本上能满足简单网络通信，但如过你的项目需要成熟的网络通信，还需要自 己对socket好好研究完善下。socket通信分为server端和client端，开发过程中分别对应着服务器和客户端。当连接上服务器 后，socket就会启动一个while或for无限循环，不断的异步监听socket动静，看是否有read或者write动作，直到出错或者主动结 束。

socket通信传输的都是字节流，传输时没有包的概念的。至于我们经常说的包的概念，是我们制定了一定的规则形成的。常用规则有两种，一 种是制定特定的分隔符（delimiter）来分割每个包，此时必须保证每条信息体中不包含该分隔符。第二种是指定每条消息体的长度，比如，在每条消息体 之前插入一个4字节长度的无符号整形来表明后面的消息体长度（一般包体长度限制在8k大小内，遇到消息体过大的信息时，一般采用分包发送和拼包解析）。其 中第二种方式更常见一些。

基于TCP链接的socket通信中，经常会涉及粘包、分包、解包的问题，一下久这问题简单说一下。

粘包：使用TCP长连接就会引入粘包的问题，粘包是指发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包，从接收缓冲区看，后一包数据的头紧接 着前一包数据 的尾。粘包可能由发送方造成，也可能由接收方造成。TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一包数据，造成多个数据包的粘连。如果 接收进程不及时接收数据，已收到的数据就放在系统接收缓冲区，用户进程读取数据时就可能同时读到多个数据包。

粘包一般的解决办法是制定通讯协议，由协议来规定如何分包解包。

分包：常用分包的逻辑是先发一个长度，然后紧接着是数据包内容，这样就可以把每个包分开。

解包：由于我们应用层数据包既可以传命令也可以传数据，因而针对每个包我们进行解包，分出命令和数据分别处理，因而每个Socket服务对象都需要解包。解包过程中，才会出现我们常见的包头、信息体长度、信息体。

粘包、分包、解包解决方案：东家DZH：采用的是用一个足够大（500＊1024）的接受缓存pRecvBuf去读区socket（recv()），然后使用君子协定让数据报的开头都是一个标准的包头信息，包头信息中包含着本包的包体长度，利用这个包体长度曲读取本包数据包体。读完后，如果该数据包还有未读数据，则重复上诉解包操作。直到完成。

东家EM：每次收到数据报时，先读取前4个字节转为无符号整形作为本消息包的长度length，然后一直重socket中read，直到读取length长度为之。这样可以解决分包发送问题，也可以解决粘包问题。

iOS开发之蓝牙/Socket链接小票打印机（二）

上一篇 主要介绍了部分ESC/POS指令集，包括一些常用的排版指令，打印位图指令等。另外，还介绍了将图片转换成点阵图的方法。在这篇文章中，将主要介绍通过蓝牙和Socket连接打印机，发送打印指令相关知识。这里将用到 CoreBluetooth.framework 和 CocoaAsyncSocket 。

蓝牙是一种支持设备间短距离通讯的无线电技术。iOS系统中，有四个框架支持蓝牙链接：

CoreBluetooth框架有两个核心概念，central（中心）和 peripheral（外设），它们分别有自己对应的API；这里显然是手机作为central，蓝牙打印机作为peripheral；

设置代理后，会回调此方法，确认蓝牙状态，当状态为 CBCentralManagerStatePoweredOn 才能去扫描设备，蓝牙状态变化时，也会回调此方法

调用此方法开始扫描外设

注意：第一个参数指定一个 CBUUID 对象数组，每个对象表示外围设备正在通告的服务的通用唯一标识符（UUID）。此时，仅返回公布这些服务的外设。当参数为 nil ，则返回所有已发现的外设，而不管其支持的服务是什么。

当扫描到4.0外设后会回调此方法，这里包含设备的相关信息，如名称、UUID、信号强度等；

调用此方法连接外设

[self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];

注意：第一个参数是要连接的外设。第二个参数 options 是可选的 NSDictionary ,系统定义了一下三个键，它们的值都是NSNumber (Boolean)；默认为NO。当设置为YES，则应用进入后台或者被挂起后，系统会用Alert通知蓝牙外设的状态变化，效果是这样

连接成功或失败，都有对应的回调方法

连接成功后设置代理 peripheral.delegate = self ,调用 [peripheral discoverServices:nil]; 寻找外设内的服务。这里的参数是一个存放 CBUUID 对象的数组，用于发现特定的服务。当传nil时，表示发现外设内所有的服务。发现服务后系统会回调下面的方法:

发现服务后，调用 [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; 去发现服务中包含的特征。和上面几个方法一样，第一个参数用于发现指定的特征。为nil时，表示发现服务的所有特征。

当扫描到写入特征时，保存，用于写入数据。

写入数据，我们只需要调用方法

这里的 self.peripheral 就是连接的外设， self.characteristicInfo 就是之前保存的写入特征；这里最好使用 CBCharacteristicPropertyWrite 特征，并且 type 选择 CBCharacteristicWriteWithResponse 。当写入数据成功后，系统会通过下面这个方法通知我们：

由于蓝牙设备每次可写入的数据量是有限制的，因此，我们需要将之前拼接的打印数据进行拆分，分批发送给打印机

这里的 MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE 是个宏定义，表示每次发送的数据长度，经笔者测试，当 MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE = 20 时，打印文字是正常速度。但打印图片的速度非常慢， 应该在硬件允许的范围内，每次发尽量多的数据。 不同品牌型号的打印机，这个参数是不同的，笔者的蓝牙打印机该值最多到140。超出后会出现无法打印问题。 最后笔者将该值定为 MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE = 120 ，测试了公司几台打印机都没有问题。

另外iOS9以后增加了方法 maximumWriteValueLengthForType: 可以获取写入特诊的最大写入数据量，但经笔者测试，对于部分打印机（比如我们公司的）是不准确的，因此，不要太依赖此方法，最好还是自己取一个合适的值。

注意：每个打印机都有一个缓冲区，缓冲区的大小视品牌型号有所不同。打印机的打印速度有限，如果我们瞬间发送大量的数据给打印机，会造成打印机缓冲区满。缓冲区满后，如继续写入，可能会出现数据丢失，打印乱码。

这里使用 CocoaAsyncSocket 开源框架，与打印机进行 Socket 连接。 CocoaAsyncSocket 中主要包含两个类:

这里我们只用到 GCDAsyncSocket ，因此只需要将 GCDAsyncSocket.h 和 GCDAsyncSocket.m 两个文件导入项目。

注意：手机和打印机必须在同一局域网下，设置到打印机的host和port。

连接成功后会通过代理回调

Timeout为负，表示不设置超时时间。这里的data就是 上一篇 中拼接的打印数据。

写入完成后回调

断开连接有以下几种方法

连接断开后回调

读取到数据会回调

网口打印机一般都支持状态查询，查询指令如下：

可以通过 上一篇 介绍指令拼接方法，查询打印机的状态。

本篇只是简单介绍了，通过蓝牙和Socket连接打印机的方法。虽然可以初步完成连接和打印，但是，在真正的项目中使用还是远远不够的。这里还有很多情况需要考虑，比如连接断开、打印机异常、打印机缓冲区满、打印机缺纸等。我们可以针对自身的业务情况，进行相应的处理。

Core Bluetooth Programming Guide

Getting the pixel data from a CGImage object

Core Bluetooth Programming Guide

iOS开发网络篇—Socket编程

一、网络各个协议：TCP/IP、SOCKET、HTTP等

网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

其中物理层、数据链路层和网络层通常被称作媒体层，是网络工程师所研究的对象；

传输层、会话层、表示层和应用层则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容。

http协议对应于应用层

tcp协议对应于传输层

ip协议对应于网络层

三者本质上没有可比性。 何况HTTP协议是基于TCP连接的。

TCP/IP是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输；而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

我 们在传输数据时，可以只使用传输层（TCP/IP），但是那样的话，由于没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用应用层 协议，应用层协议很多，有HTTP、FTP、TELNET等等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP作传输层协议，以封装HTTP文本信息，然 后使用TCP/IP做传输层协议将它发送到网络上。Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

二、Http和Socket连接区别

相信不少初学手机联网开发的朋友都想知道Http与Socket连接究竟有什么区别，希望通过自己的浅显理解能对初学者有所帮助。

2.1、TCP连接

要想明白Socket连接，先要明白TCP连接。手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握

手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连

接之前，TCP

连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客

户端交互，最终确定断开）

2.2、HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(HypertextTransfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由

于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的

做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客

户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

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协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

应

用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个

TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应

用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

3.2 、建立socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连

接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户

端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3.3、SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

3.4、Socket连接与HTTP连接

由

于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用

中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致

Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很

多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给

客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以

保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

这里我们使用Socket实现一个聊天室的功能，关于服务器这里的就不介绍了

@interfaceViewController (){

NSInputStream *_inputStream;//对应输入流

NSOutputStream *_outputStream;//对应输出流

}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息数组

@end

懒加载这个消息数组

//从主运行循环移除

//1.建立连接

//定义C语言输入输出流

//把C语言的输入输出流转化成OC对象

//设置代理

//把输入输入流添加到主运行循环

//不添加主运行循环 代理有可能不工作

//打开输入输出流

//登录

//发送用户名和密码

//在这里做的时候，只发用户名，密码就不用发送

//如果要登录，发送的数据格式为 "iam:zhangsan";

//如果要发送聊天消息，数据格式为 "msg:did you have dinner";

//登录的指令11NSString *loginStr =@"iam:zhangsan";

//把Str转成NSData

//建立一个缓冲区 可以放1024个字节

//返回实际装的字节数

//把字节数组转化成字符串

//从服务器接收到的数据

//聊天信息

//刷新表格

//发送数据

//发送完数据，清空textField

//数据多，应该往上滚动

}

//监听键盘

//获取窗口的高度

//键盘结束的Frm

//获取键盘结束的y值