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iOS在App和Server间创建socket教程

在大多数场景下，使用HTTP能满足我们的网络请求，但是有一些情况下，需要更低层的通信方式，如基于tcp的socket通信。
关于socket的基础知识，可以参考这篇文章iOS Socket传输基本理论 网络层协议.
提到socket，一定会有app和server，下面先看在server中搭建一个环境。

socket server篇

需要先安装python，安装python后，再安装twisted：

sudo yum install twisted

Twisted是用python写的，需要会一点python，它是一个基于事件的引擎，很容易信用编写出基于TCP, UDP, SSH, IRC, 或者FTP的web应用。
Twisted的设计模式为ractor patten,很像iOS中的runloop，启动一个循环，等待事件，做出响应：

写一个简单的server

from twisted.internet.protocol import Factory
from twisted.internet import reactor
 
factory = Factory()
reactor.listenTCP(6222, factory)
reactor.run()

保存成server.py, 然后运行：

python server.py

监听端口写成6222，是随便开启的一个，最好不要80吧，因为80在你的server上可能已经被占用了。
传输协议定义成如下：

• 加入聊天：iam: 昵称；
• 发送消息：msg：消息；
  再加入跟踪client的功能和处理client消息的功能，完整的server.py如下：

from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory
from twisted.internet import reactor

class IphoneChat(Protocol):
    def connectionMade(self):
        #self.transport.write("""connected""")
        self.factory.clients.append(self)
        print "clients are ", self.factory.clients

    def connectionLost(self, reason):
        self.factory.clients.remove(self)

    def dataReceived(self, data):
        #print "data is ", data
        a = data.split(':')
        if len(a) > 1:
            command = a[0]
            content = a[1]

            msg = ""
            if command == "iam":
                self.name = content
                msg = self.name + " has joined"

            elif command == "msg":
                msg = self.name + ": " + content

            print msg

            for c in self.factory.clients:
                c.message(msg)

    def message(self, message):
        self.transport.write(message + '\n')


factory = Factory()
factory.protocol = IphoneChat
factory.clients = []

reactor.listenTCP(6222, factory)
print "Iphone Chat server started"
reactor.run()

iOS Client篇

客户端主要需要做三件事：

• 加入聊天；
• 发送消息；
• 接收消息。

使用Stream

在iOS中，我们用stream来建立socket连接。
stream是发送接收数据的抽象，数据可以是文件中的，C buffer中或者是网络连接中的。steam中有代理方法，可以处理一些事件，如连接打开时，数据接收了时，连接断开时。
NSStream是父类，NSInputStream和NSOutputStream是NSStream的子类，前者是用来读取输入流，后者是输出。上述的类都是基于CFStream的。
在ChatClientViewController.m中加入以下方法：

- (void)initNetworkCommunication {
    
    CFReadStreamRef readStream;
    CFWriteStreamRef writeStream;
    CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (CFStringRef)@"your host", 6222, &readStream, &writeStream);
    
    self.inputStream = (__bridge NSInputStream *)readStream;
    self.outputStream = (__bridge NSOutputStream *)writeStream;
}

这个强大的函数CFStreamCreatePairWithSocketToHost把两个streams绑定到主机和端口上，调用完后，就很容易从CFStreams到NSStreams。
再设置上代理，以便于在代理方法里面做一些处理：

 [self.inputStream setDelegate:self];
 [self.outputStream setDelegate:self];

同时需要遵从协议：

@interface ChatClientViewController ()<NSStreamDelegate>

我们不希望输入流和输出流断掉，并且想在有数据流时做出处理，没有时，能去响应别的事件，而不想被阻塞。所以需要把把这两个流加入到runloop中：

[self.inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[self.outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

最后再打开：

[self.inputStream open];
[self.outputStream open];

需要在viewDidLoad中加入：

[self initNetworkCommunication];

加入聊天

发送协议中规定的加入聊天的格式：

- (IBAction)joinChat:(id)sender {
    [self.view bringSubviewToFront:self.chatView];
    NSString *response  = [NSString stringWithFormat:@"iam:%@", self.inputNameField.text];
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithData:[response dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    [self.outputStream write:[data bytes] maxLength:[data length]];
}

发送消息

发送协议中规定的发送消息的格式：

- (IBAction)sendMessage:(id)sender {
    NSString *response  = [NSString stringWithFormat:@"msg:%@", self.inputMessageField.text];
    NSData *data = [[NSData alloc] initWithData:[response dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    [self.outputStream write:[data bytes] maxLength:[data length]];
    self.inputMessageField.text = @"";
}

接收消息

在代理方法在做处理：

- (void)stream:(NSStream *)theStream handleEvent:(NSStreamEvent)streamEvent

NSStreamEvent有以下几种情况：

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSStreamEvent) {
    NSStreamEventNone = 0,
    NSStreamEventOpenCompleted = 1UL << 0,
    NSStreamEventHasBytesAvailable = 1UL << 1,
    NSStreamEventHasSpaceAvailable = 1UL << 2,
    NSStreamEventErrorOccurred = 1UL << 3,
    NSStreamEventEndEncountered = 1UL << 4
};

在NSStreamEventHasBytesAvailable中对接收的数据做处理：

case NSStreamEventHasBytesAvailable:
            
            if (theStream == self.inputStream) {
                
                uint8_t buffer[1024];
                NSUInteger len;
                
                while ([self.inputStream hasBytesAvailable]) {
                    len = [self.inputStream read:buffer maxLength:sizeof(buffer)];
                    if (len > 0) {
                        
                        NSString *output = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer length:len encoding:NSUTF8StringEncoding];
                        
                        if (nil != output) {
                            
                            NSLog(@"server said: %@", output);
                            [self messageReceived:output];
                            
                        }
                    }
                }
            }

在messageReceived函数在把接收到的string显示出来：

- (void)messageReceived:(NSString *)message {
    [self.messages addObject:message];
    [self.displayMessageTableView reloadData];
    NSIndexPath *topIndexPath = [NSIndexPath indexPathForRow:self.messages.count-1
                                                   inSection:0];
    [self.displayMessageTableView scrollToRowAtIndexPath:topIndexPath
                      atScrollPosition:UITableViewScrollPositionMiddle
                              animated:YES];
}

最终的效果是这样：

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