В прошлых темах рассматривалось взаимодействие по сети с помощью протокола UDP. Теперь рассмотрим чуть более сложный пример, когда udp-клиент одновременно посылает и отправляет данные. Для этого определим простейший udp-чат. Хотя создание консольных чатов - не самое удобное дело, учитывая, что поле для ввода сообщений совмещено с полем вывода сообщений. Но в данном случае мы абстрагируемся от конкретной технологии графических приложений и просто акцентируем внимание на взаимодейтсвии с помощью протокола UDP.
Сначала используем чистые udp-сокеты и для этого определим следующий код программы:
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
IPAddress localAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
Console.Write("Введите свое имя: ");
string? username = Console.ReadLine();
Console.Write("Введите порт для приема сообщений: ");
if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out var localPort)) return;
Console.Write("Введите порт для отправки сообщений: ");
if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out var remotePort)) return;
Console.WriteLine();
// запускаем получение сообщений
Task.Run(ReceiveMessageAsync);
// запускаем ввод и отправку сообщений
await SendMessageAsync();
// отправка сообщений в группу
async Task SendMessageAsync()
{
using Socket sender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
Console.WriteLine("Для отправки сообщений введите сообщение и нажмите Enter");
// отправляем сообщения
while (true)
{
var message = Console.ReadLine(); // сообщение для отправки
// если введена пустая строка, выходим из цикла и завершаем ввод сообщений
if (string.IsNullOrWhiteSpace(message)) break;
// иначе добавляем к сообщению имя пользователя
message = $"{username}: {message}";
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
// и отправляем на 127.0.0.1:remotePort
await sender.SendToAsync(data, new IPEndPoint(localAddress, remotePort));
}
}
// отправка сообщений
async Task ReceiveMessageAsync()
{
byte[] data = new byte[65535]; // буфер для получаемых данных
// сокет для прослушки сообщений
using Socket receiver = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
// запускаем получение сообщений по адресу 127.0.0.1:localPort
receiver.Bind(new IPEndPoint(localAddress, localPort));
while (true)
{
// получаем данные в массив data
var result = await receiver.ReceiveFromAsync(data, new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0));
var message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, result.ReceivedBytes);
// выводим сообщение
Console.WriteLine(message);
}
}
Вначале определяем адрес, по которому будет запущена программа
IPAddress localAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
Вначале пользователь вводит свое имя, а также порты для приема данных и для отправки. Предполагается, что два приложения клиента, которые будут между собой взаимодействовать, запущены на одной локальной машине по адресу "127.0.0.1". Если адреса клиентов различаются, то можно предусмотреть и ввода адреса для отправки данных.
После ввода портов запускается задача на прослушивание входящих сообщений и метод для отправки данных:
// запускаем получение сообщений Task.Run(ReceiveMessageAsync); // запускаем ввод и отправку сообщений await SendMessageAsync();
В методе ReceiveMessageAsync создаем сокет для получения данных и запускаем прослушивание с помощью метода Bind:
using Socket receiver = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp); receiver.Bind(new IPEndPoint(localAddress, localPort));
Далее в бесконечном цикле получаем данные в массив data, преобразуем их в строку и выводим на консоль:
var result = await receiver.ReceiveFromAsync(data, new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0)); var message = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, result.ReceivedBytes); Print(message);
В методе SendMessageAsync() для отправки сообщений создается отдельный сокет:
using Socket sender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
Затем считываем введенное сообщение, добавляем к нему имя пользователя, преобразуем сообщение в массив байт и отправляем на порт remotePort:
var message = Console.ReadLine();
if (string.IsNullOrWhiteSpace(message)) break;
message = $"{username}: {message}";
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
await sender.SendToAsync(data, new IPEndPoint(localAddress, remotePort));
Если введена пустая строка, то выходим из цикла и соответственно из метода и завершаем приложение.
Теперь запустим две копии приложения и введем разные данные для портов. Первый клиент:
Введите свое имя: Евгений Введите порт для приема сообщений: 4004 Введите порт для отправки сообщений: 4005 Для отправки сообщений введите сообщение и нажмите Enter Том: Привет чат! Привет Том! Том: Как дела, Евгений
Второй клиент:
Введите свое имя: Том Введите порт для приема сообщений: 4005 Введите порт для отправки сообщений: 4004 Для отправки сообщений введите сообщение и нажмите Enter Привет чат! Евгений: Привет Том! Как дела, Евгений
Здесь первый клиент получает сообщения на порт 4004 и отправляет на порт 4005, а второй клиент, наоборот, получает сообщения на порт 4005, а отправляет на порт 4004. Таким образом, оба запущенных на одной машине клиента будут взаимодействовать друг с другом.
Стоит отметить, что хотя здесь для отправки и получения сообщений создавались разные сокеты, но это необязательно. В принципе мы можем использовать один и тот же сокет.
Применение UdpClient позволяет немного упростить программу. Тот же чат, только с UdpClient:
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
IPAddress localAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
Console.Write("Введите свое имя: ");
string? username = Console.ReadLine();
Console.Write("Введите порт для приема сообщений: ");
if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out var localPort)) return;
Console.Write("Введите порт для отправки сообщений: ");
if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out var remotePort)) return;
Console.WriteLine();
// запускаем получение сообщений
Task.Run(ReceiveMessageAsync);
// запускаем ввод и отправку сообщений
await SendMessageAsync();
// отправка сообщений в группу
async Task SendMessageAsync()
{
using UdpClient sender = new UdpClient();
Console.WriteLine("Для отправки сообщений введите сообщение и нажмите Enter");
// отправляем сообщения
while (true)
{
var message = Console.ReadLine(); // сообщение для отправки
// если введена пустая строка, выходим из цикла и завершаем ввод сообщений
if (string.IsNullOrWhiteSpace(message)) break;
// иначе добавляем к сообщению имя пользователя
message = $"{username}: {message}";
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
// и отправляем на 127.0.0.1:remotePort
await sender.SendAsync(data, new IPEndPoint(localAddress, remotePort));
}
}
// отправка сообщений
async Task ReceiveMessageAsync()
{
using UdpClient receiver = new UdpClient(localPort);
while (true)
{
// получаем данные
var result = await receiver.ReceiveAsync();
var message = Encoding.UTF8.GetString(result.Buffer);
// выводим сообщение
Console.WriteLine(message);
}
}
Примеры консольного чата выше довольно просты, запускаются на том же компьютере. И мы последовательно отправляем сообщение сначала в одном приложении, а потом в другом. Но что, если клиенты на разных машинах, и один клиент присылает сообщение непосредственно в то время, когда другой клиент вводит свое сообщение? Тогда очевидно полченное сообщение выводится в той же строке консоли, где клиент вводит свое сообщение. Если ОС windows, то мы можем добавить в программу небольшой хак, чтобы этого избежать - копировать уже введенные символы еще не отправленного сообщения на следующую строку, а на текущей выводит полученное сообщение. Для этого изменим метод ReceiveMessageAsync следующим образом:
async Task ReceiveMessageAsync()
{
// сокет для прослушки сообщений
using UdpClient receiver = new UdpClient(localPort);
while (true)
{
// получаем данные в массив data
var result = await receiver.ReceiveAsync();
var message = Encoding.UTF8.GetString(result.Buffer);
// выводим сообщение
Print(message);
}
}
void Print(string message)
{
if (OperatingSystem.IsWindows()) // если ОС Windows
{
var position = Console.GetCursorPosition(); // получаем текущую позицию курсора
int left = position.Left; // смещение в символах относительно левого края
int top = position.Top; // смещение в строках относительно верха
// копируем ранее введенные символы в строке на следующую строку
Console.MoveBufferArea(0, top, left, 1, 0, top + 1);
// устанавливаем курсор в начало текущей строки
Console.SetCursorPosition(0, top);
// в текущей строке выводит полученное сообщение
Console.WriteLine(message);
// переносим курсор на следующую строку
// и пользователь продолжает ввод уже на следующей строке
Console.SetCursorPosition(left, top + 1);
}
else Console.WriteLine(message);
}