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iPhone网络编程初体验-简单的聊天程序

  【IT168技术】在这篇文章中,我将介绍如何使用TCP/IP协议让iPhone与服务器实现通信,同时以一个简单的聊天程序作为例子进行说明。

  首先使用Xcode常见一个基于视图(View)的应用程序项目,取名Network。

  使用网络通信流

  使用套接字在网络上通信最简单的方法是使用NSStream类,NSStream类是一个表示流的抽象类,你可以使用它读写数据,它可以用在内存、文件或网络上。使用NSStream类,你可以向服务器写数据,也可以从服务器读取数据。

  在Mac OS X上,可以使用NSHost和NSStream对象建立到服务器的连接,如:

1 NSInputStream *iStream;
2             NSOutputStream *oStream;
3             uint portNo = 500;
4             NSURL *website = [NSURL URLWithString:urlStr];
5             NSHost *host = [NSHost hostWithName:[website host]];
6             [NSStream getStreamsToHost:host
7                                   port:portNo
8                            inputStream:&iStream
9                           outputStream:&oStream];
10

  NSStream类有一个方法getStreamsToHost:port:inputStream:outputStream:,它创建一个到服务器的输入和输出流,但问题是iPhone OS不支持getStreamsToHost:port:inputStream:outputStream:方法,因此上面的代码在iPhone应用程序中是不能运行的。

  为了解决这个问题,你可以增加一个类别到现有的NSStream类上,替换getStreamsToHost:port:inputStream:outputStream:方法提供的功能。在Xcode的Classes上点击右键,添加一个文件NSStreamAdditions.m,在NSStreamAdditions.h文件中,增加下面的代码:

1 #import
2 @interface NSStream (MyAdditions)
3 + (void)getStreamsToHostNamed:(NSString *)hostName
4                          port:(NSInteger)port
5                   inputStream:(NSInputStream **)inputStreamPtr
6                  outputStream:(NSOutputStream **)outputStreamPtr;
7 @end
8

 

          在NSStreamAdditions文件中加入以下代码:

1 #import "NSStreamAdditions.h"
2 @implementation NSStream (MyAdditions)
3 + (void)getStreamsToHostNamed:(NSString *)hostName
4                          port:(NSInteger)port
5                   inputStream:(NSInputStream **)inputStreamPtr
6                  outputStream:(NSOutputStream **)outputStreamPtr
7 {
8     CFReadStreamRef     readStream;
9     CFWriteStreamRef    writeStream;
10     assert(hostName != nil);
11     assert( (port > 0) && (port < 65536) );
12     assert( (inputStreamPtr != NULL) || (outputStreamPtr != NULL) );
13     readStream = NULL;
14     writeStream = NULL;
15     CFStreamCreatePairWithSocketToHost(
16                                        NULL,
17                                        (CFStringRef) hostName,
18                                        port,
19                                        ((inputStreamPtr  != nil) ? &readStream : NULL),
20                                        ((outputStreamPtr != nil) ? &writeStream : NULL)
21                                        );
22         if (inputStreamPtr != NULL) {
23         *inputStreamPtr  = [NSMakeCollectable(readStream) autorelease];
24     }
25     if (outputStreamPtr != NULL) {
26         *outputStreamPtr = [NSMakeCollectable(writeStream) autorelease];
27     }
28 }
29 @end
30

  上面的代码为NSStream类增加了一个getStreamsToHostNamed:port:inputStream:outputStream:方法,现在你可以在你的iPhone应用程序中使用这个方法,使用TCP协议连接到服务器。

  在NetworkViewController.m文件中,插入下面的代码:

1 #import "NetworkViewController.h"
2 #import "NSStreamAdditions.h"
3 @implementation NetworkViewController
4 NSMutableData *data;
5 NSInputStream *iStream;
6 NSOutputStream *oStream;
7

  定义connectToServerUsingStream:portNo:方法,以便连接到服务器,然后创建输入和输出流对象:

1 -(void) connectToServerUsingStream:(NSString *)urlStr
2                             portNo: (uint) portNo {
3     if (![urlStr isEqualToString:@""]) {
4         NSURL *website = [NSURL URLWithString:urlStr];
5         if (!website) {
6             NSLog(@"%@ is not a valid URL");
7             return;
8         } else {
9             [NSStream getStreamsToHostNamed:urlStr
10                                        port:portNo
11                                 inputStream:&iStream
12                                outputStream:&oStream];            
13             [iStream retain];
14             [oStream retain];
15             [iStream setDelegate:self];
16             [oStream setDelegate:self];
17             
18             [iStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
19                                forMode:NSDefaultRunLoopMode];
20             [oStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
21                                forMode:NSDefaultRunLoopMode];
22             [oStream open];
23             [iStream open];            
24         }
25 }    
26 }
27

 

  在一个运行循环中,你可以调度输入和输出流接收事件,这样可以避免阻塞。

  使用CFNetwork框架

  使用TCP协议建立到服务器的连接,还有一种办法是使用CFNetwork框架,CFNetwork是核心服务框架(C库)中的一个框架,它为网络协议提供了抽象,如HTTP,FTP和BSD套接字。

  为了弄清楚如何使用CFNetwork框架中的各种类,在NetworkViewController.m文件中增加下面的代码:

1 #import "NetworkViewController.h"
2 #import "NSStreamAdditions.h"
3 #import
4 @implementation NetworkViewController
5 NSMutableData *data;
6 NSInputStream *iStream;
7 NSOutputStream *oStream;
8 CFReadStreamRef readStream = NULL;
9 CFWriteStreamRef writeStream = NULL;
10

   然后使用下面的代码定义connectToServerUsingCFStream:portNo::

1 -(void) connectToServerUsingCFStream:(NSString *) urlStr portNo: (uint) portNo {
2         CFStreamCreatePairWithSocketToHost(kCFAllocatorDefault,
3                                        (CFStringRef) urlStr,
4                                        portNo,
5                                        &readStream,
6                                        &writeStream);
7     if (readStream && writeStream) {
8         CFReadStreamSetProperty(readStream,
9                                 kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket,
10                                 kCFBooleanTrue);
11         CFWriteStreamSetProperty(writeStream,
12                                 kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket,
13                                 kCFBooleanTrue);
14         iStream = (NSInputStream *)readStream;
15         [iStream retain];
16         [iStream setDelegate:self];
17         [iStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
18             forMode:NSDefaultRunLoopMode];
19         [iStream open];
20         oStream = (NSOutputStream *)writeStream;
21         [oStream retain];
22         [oStream setDelegate:self];
23         [oStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop]
24             forMode:NSDefaultRunLoopMode];
25         [oStream open];        
26     }
27 }
28

  你第一次使用CFStreamCreatePairWithSocketToHost()方法创建一个可读写的流,通过TCP/IP连接到服务器,这个方法返回这个可读写流(readStream和writeStream)的引用,它们和Objective C中的NSInputStream和NSOutputStream是等效的。

  发送数据

  使用NSOutputStream对象向服务器发送数据,如:

  1 -(void) writeToServer:(const uint8_t *) buf {

  2 [oStream write:buf maxLength:strlen((char*)buf)];

  3 }

  4

  这个方法向服务器发送一组无符号整数字节。

  读取数据

  从服务器接收数据时,将会触发stream:handleEvent:方法,因此可以使用这个方法接收所有入站数据,这个方法实现如下:

1 (void)stream:(NSStream *)stream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode {
2      switch(eventCode) {
3         case NSStreamEventHasBytesAvailable:
4         {
5             if (data == nil) {
6                 data = [[NSMutableData alloc] init];
7             }
8             uint8_t buf[1024];
9             unsigned int len = 0;
10             len = [(NSInputStream *)stream read:buf maxLength:1024];
11             if(len) {    
12                 [data appendBytes:(const void *)buf length:len];
13                 int bytesRead;
14                 bytesRead += len;
15             } else {
16                 NSLog(@"No data.");
17             }
18             NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:data
19                                 encoding:NSUTF8StringEncoding];
20             NSLog(str);
21             UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"From server"
22                                                             message:str
23                                                            delegate:self
24                                                   cancelButtonTitle:@"OK"
25                                                   otherButtonTitles:nil];
26             [alert show];
27             [alert release];
28             [str release];
29             [data release];        
30             data = nil;
31         } break;
32     }
33 }
34

  这个方法包括两个参数:一个是NSStream实例,一个是NSStreamEvent常量,NSStreamEvent常量可以是以下的值:

  NSStreamEventNone:无事件发生。

  NSStreamEventOpenCompleted:打开事件已经成功完成。

  NSStreamEventHasBytesAvailable:已经读取的流字节数。

  NSStreamEventHasSpaceAvailable:流接收的可写入的字节数。

  NSStreamEventErrorOccurred:在流上发生了错误。

  NSStreamEventEndEncountered:已经抵达流的结尾。

  读取入站数据时,你应该检查NSStreamEventHasBytesAvailable常量,在这个方法中,你可以读取入站数据流,然后UIAlertView对象显示接收到的数据。

  stream:handleEvent:方法也是检查连接错误的一个好方法,例如,如果connectToServerUsingStream:portNo:方法连接到服务器时失败了,错误将使用stream:handleEvent:方法通知,NSStreamEvent常量设置为NSStreamEventErrorOccurred。

  断开连接

  为了断开与服务器的连接,定义如下的断开方法:

  -(void) disconnect {

  [iStream close];

  [oStream close];

  }

  然后将下面的代码添加到dealloc分发中:

  - (void)dealloc {

  [self disconnect];

  [iStream release];

  [oStream release];

  if (readStream) CFRelease(readStream);

  if (writeStream) CFRelease(writeStream);

  [super dealloc];

  }

  测试应用程序

  现在可以将所有代码集合到一起进行测试了,在NetworkViewController.h文件中,声明下面的出口和行为:

  #import

  @interface NetworkViewController : UIViewController {

  IBOutlet UITextField *txtMessage;

  }

  @property (nonatomic, retain) UITextField *txtMessage;

  -(IBAction) btnSend: (id) sender;

  @end

  双击NetworkViewController.xib,在Interface Builder中打开编辑它,在View窗口中,使用下面的视图填充它,如图1所示。

  l 文本区域(Text Field)

  l 圆形按钮(Round Rect Button)

  图 1 填充:使用视图填充View窗口

  执行下面的操作

  1、在File’s Owner上点击,将其拖到文本区域视图中,选择txtMessage。

  2、选中圆形按钮视图,将其拖到File’s Owner上,选择btnSend。

  在File’s Owner上点击右键,验证它的连接,如图2所示。

  图 2 验证:验证File’s Owner上的连接

  回到NetworkViewController.m文件,将下面的代码添加到viewDidLoad方法中。

  - (void)viewDidLoad {

  [self connectToServerUsingStream:@"192.168.1.102" portNo:500];

  //---OR---

  //[self connectToServerUsingCFStream:@"192.168.1.102" portNo:500];

  [super viewDidLoad];

  }

  上面的代码假设你正连接到一个ip地址为192.168.1.102的服务器的500端口上。btnSend:方法的代码如下:

  -(IBAction) btnSend: (id) sender {

  const uint8_t *str =

  (uint8_t *) [txtMessage.text cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding];

  [self writeToServer:str];

  txtMessage.text = @"";

  }

  在dealloc方法中重新发布txtMessage出口。

  - (void)dealloc {

  [txtMessage release];

  [self disconnect];

  [iStream release];

  [oStream release];

  if (readStream) CFRelease(readStream);

  if (writeStream) CFRelease(writeStream);

  [super dealloc];

  }

  构建服务器

  现在已经构建好一个可以在iPhone上运行的客户端,并已经可以通过它向服务器发送一些文本信息,但为了测试这个应用程序还需要一个服务端程序,我使用C#构建了一个非常简单的控制台服务器,下面是Program.cs文件的代码。

1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Text;
4 using System.Net.Sockets;
5 namespace Server_CS
6 {
7     class Program
8     {
9         const int portNo = 500;
10         static void Main(string[] args)
11         {
12             System.Net.IPAddress localAdd =
13                 System.Net.IPAddress.Parse("192.168.1.102");
14             TcpListener listener = new TcpListener(localAdd, portNo);
15             listener.Start();
16             while (true)
17             {
18                 TcpClient tcpClient = listener.AcceptTcpClient();
19                 NetworkStream ns = tcpClient.GetStream();
20                 byte[] data = new byte[tcpClient.ReceiveBufferSize];
21                 int numBytesRead = ns.Read(data, 0,
22                     System.Convert.ToInt32(tcpClient.ReceiveBufferSize));
23                 Console.WriteLine("Received :" +
24                     Encoding.ASCII.GetString(data, 0, numBytesRead));
25                 //---write back to the client---
26                 ns.Write(data, 0, numBytesRead);
27             }
28         }
29     }
30 }
31

  服务端程序执行下面的任务:

  l 它假设服务器的ip地址是192.168.1.102,在你的终端上测试时,请将这个ip地址替换为你运行这个服务端程序的计算机的ip地址。

  l 它将接收到的所有数据返回给客户端。

  l 一旦接收到数据,服务端不再监听入站数据,如果客户端要再次发生数据,需要重新连接到服务器。

  在文本区域中输入一些文字,然后点击Send按钮,如果连接成功,你将会看到Alert视图显示接收到数据。

  一个更有趣的例子

  在View窗口中添加下面的视图,如图3所示。

  l 标签(Label)

  l 文本区域(Text Field)

  l 圆形按钮(Round Rect Button)

  l 文本视图(Text View)

  图 3 视图:增加更多的视图

  选择文本视图,按下Command-T将字体大小修改为9,如图4所示。

  图 4 修改文本视图的字体大小

  在NetworkViewController.h文件中,增加下面的代码:

1 #import
2 @interface NetworkViewController : UIViewController {
3     IBOutlet UITextField *txtMessage;    
4     IBOutlet UITextField *txtNickName;
5     IBOutlet UITextView  *txtMessages;
6 }
7 @property (nonatomic, retain) UITextField *txtMessage;
8 @property (nonatomic, retain) UITextField *txtNickName;
9 @property (nonatomic, retain) UITextView *txtMessages;
10 -(IBAction) btnSend:(id) sender;
11 Figure 5. Connections: Verify the connections.
12 -(IBAction) btnLogin:(id) sender;
13 @end
14

  执行下面的操作

  1、按住CTRL键,点击File’s Owner,将其拖到文本区域的顶部,选择txtNickName。

  2、按住CTRL键,点击File’s Owner,将其拖到文本视图的顶部,选择txtMessages。

  3、按住CTRL键,点击圆形按钮,将其拖到File’s Owner上,选择btnLogin。

  在File’s Owner上点击右键,验证它的连接,如图5所示。

  图 5 连接:验证连接

  在NetworkViewController.m文件中,添加下面的代码:

1 #import "NetworkViewController.h"
2 #import "NSStreamAdditions.h"
3 #import <CFNetwork/CFNetwork.h>
4 @implementation NetworkViewController
5 @synthesize txtMessage;
6 @synthesize txtNickName;
7 @synthesize txtMessages;
8
9 -(IBAction) btnLogin:(id) sender {
10     const uint8_t *str = (uint8_t *)
11         [txtNickName.text cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding];
12     [self writeToServer:str];    
13 }
14 - (void)stream:(NSStream *)stream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode {
15     switch(eventCode) {
16         case NSStreamEventHasBytesAvailable:
17         {
18             if (data == nil) {
19                 data = [[NSMutableData alloc] init];
20             }
21             uint8_t buf[1024];
22             unsigned int len = 0;
23             len = [(NSInputStream *)stream read:buf maxLength:1024];
24             if(len) {    
25                 [data appendBytes:(const void *)buf length:len];
26                 int bytesRead;
27                 bytesRead += len;
28             } else {
29                 NSLog(@"No data.");
30             }
31             NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:data
32                                 encoding:NSUTF8StringEncoding];
33             NSLog(str);
34             NSString *existingMsg = txtMessages.text;
35             existingMsg = [existingMsg stringByAppendingString:str];
36             txtMessages.text = existingMsg;
37             [str release];
38             [data release];        
39             data = nil;
40         } break;
41     }
42 }
43 - (void)dealloc {
44     [txtNickName release];
45 [txtMessages release];
46 [txtMessage release];
47     [self disconnect];    
48     [iStream release];
49     [oStream release];    
50     if (readStream) CFRelease(readStream);
51 if (writeStream) CFRelease(writeStream);
52     [super dealloc];
53 }
54

   Ok!按Command-R测试这个应用程序,首先,为你自己输入一个昵称,然后点击Login按钮,如图6所示。现在就可以输入消息,点击发送按钮开始聊天了。

  图 6 聊天:开始在iPhone上聊天

  小结

  在这篇文章中,你看到了如何使用TCP/IP与另一台服务器进行通信,知道如何构建与外界通信的应用程序编写方法后,你可以在上面增加更多有趣的功能,iPhone完全可以成为一台mini PC。

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