iPhone网络编程初体验-简单的聊天程序

在这篇文章中，我将介绍如何使用TCP/IP协议让iPhone(手机上网)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：

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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：

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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：

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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：

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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：

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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：

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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:：

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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：

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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。

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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：

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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：

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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。