Сокеты

Сокеты — это технология передачи данных низкого уровня, на основе которой реализованы многие сетевые протоколы. UWP предоставляет классы сокетов TCP и UDP для клиент-серверных или одноранговых приложений, если устанавливаются долгосрочные подключения или установленное подключение не требуется.

В этом разделе основное внимание уделяется использованию классов сокетов универсальной платформы Windows (UWP), которые находятся в пространстве имен Windows.Networking.Sockets. Кроме того, сокеты Windows 2 (WinSock) можно использовать в приложении UWP.

Примечание.

Как последствие сетевой изоляции WIndows запрещает установку подключения сокета (Sockets или WinSock) между двумя приложениями UWP, работающими на одном компьютере, через локальный петлевой адрес (127.0.0.0) либо путем явного указания локального IP-адреса. Дополнительные сведения о механизмах, с помощью которых приложения UWP могут взаимодействовать друг с другом, см. в разделе Связь между приложениями.

Создание базового клиента и сервера сокета TCP

Для постоянных подключений сокет протокола TCP обеспечивает в сети низкоуровневую двунаправленную передачу данных. Сокеты TCP широко используются большинством сетевых протоколов в Интернете. Чтобы продемонстрировать базовые операции TCP, в следующем примере кода реализованы отправка и получение данных через TCP объектами StreamSocket и StreamSocketListener, на основе которых создаются эхо-клиент и сервер.

Чтобы начать с минимального количества составляющих (и пока не затрагивать проблемы сетевой изоляции), создайте новый проект и поместите код клиента и код сервера (см. ниже) в один проект.

Потребуется объявить возможность приложения в своем проекте. Откройте исходный файл манифеста пакета приложения (файл Package.appxmanifest) и на вкладке "Возможности" установите флажок Частные сети (клиент и сервер). Вот как это выглядит в разметке Package.appxmanifest.

<Capability Name="privateNetworkClientServer" />

Вместо privateNetworkClientServer можно объявить internetClientServer, если подключение осуществляется по Интернету. И StreamSocket, и StreamSocketListener требуют, чтобы была объявлена одна из этих возможностей приложения.

Эхо-клиент и сервер на основе сокетов TCP

Создайте StreamSocketListener и начните слушать входящие подключения TCP. Событие StreamSocketListener.ConnectionReceived создается всякий раз, когда клиент устанавливает подключение к прослушивателю StreamSocketListener.

Кроме того, создайте сокет StreamSocket, установите подключение к серверу, отправьте запрос и получите ответ.

Создайте новый объект Страница с именем StreamSocketAndListenerPage. Поместите разметку XAML в StreamSocketAndListenerPage.xaml, а затем поместите императивный код внутрь класса StreamSocketAndListenerPage.

<Grid Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="Auto"/>
        <RowDefinition Height="*"/>
    </Grid.RowDefinitions>

    <StackPanel>
        <TextBlock Margin="9.6,0" Style="{StaticResource TitleTextBlockStyle}" Text="TCP socket example"/>
        <TextBlock Margin="7.2,0,0,0" Style="{StaticResource HeaderTextBlockStyle}" Text="StreamSocket &amp; StreamSocketListener"/>
    </StackPanel>

    <Grid Grid.Row="1">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition/>
            <RowDefinition/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="*"/>
            <ColumnDefinition Width="*"/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <TextBlock Margin="9.6" Style="{StaticResource SubtitleTextBlockStyle}" Text="client"/>
        <ListBox x:Name="clientListBox" Grid.Row="1" Margin="9.6"/>
        <TextBlock Grid.Column="1" Margin="9.6" Style="{StaticResource SubtitleTextBlockStyle}" Text="server"/>
        <ListBox x:Name="serverListBox" Grid.Column="1" Grid.Row="1" Margin="9.6"/>
    </Grid>
</Grid>

// Every protocol typically has a standard port number. For example, HTTP is typically 80, FTP is 20 and 21, etc.
// For this example, we'll choose an arbitrary port number.
static string PortNumber = "1337";

protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
    this.StartServer();
    this.StartClient();
}

private async void StartServer()
{
    try
    {
        var streamSocketListener = new Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListener();

        // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
        streamSocketListener.ConnectionReceived += this.StreamSocketListener_ConnectionReceived;

        // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
        await streamSocketListener.BindServiceNameAsync(StreamSocketAndListenerPage.PortNumber);

        this.serverListBox.Items.Add("server is listening...");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Windows.Networking.Sockets.SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows.Networking.Sockets.SocketError.GetStatus(ex.GetBaseException().HResult);
        this.serverListBox.Items.Add(webErrorStatus.ToString() != "Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex.Message);
    }
}

private async void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListener sender, Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
{
    string request;
    using (var streamReader = new StreamReader(args.Socket.InputStream.AsStreamForRead()))
    {
        request = await streamReader.ReadLineAsync();
    }

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add(string.Format("server received the request: \"{0}\"", request)));

    // Echo the request back as the response.
    using (Stream outputStream = args.Socket.OutputStream.AsStreamForWrite())
    {
        using (var streamWriter = new StreamWriter(outputStream))
        {
            await streamWriter.WriteLineAsync(request);
            await streamWriter.FlushAsync();
        }
    }

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add(string.Format("server sent back the response: \"{0}\"", request)));

    sender.Dispose();

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add("server closed its socket"));
}

private async void StartClient()
{
    try
    {
        // Create the StreamSocket and establish a connection to the echo server.
        using (var streamSocket = new Windows.Networking.Sockets.StreamSocket())
        {
            // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
            var hostName = new Windows.Networking.HostName("localhost");

            this.clientListBox.Items.Add("client is trying to connect...");

            await streamSocket.ConnectAsync(hostName, StreamSocketAndListenerPage.PortNumber);

            this.clientListBox.Items.Add("client connected");

            // Send a request to the echo server.
            string request = "Hello, World!";
            using (Stream outputStream = streamSocket.OutputStream.AsStreamForWrite())
            {
                using (var streamWriter = new StreamWriter(outputStream))
                {
                    await streamWriter.WriteLineAsync(request);
                    await streamWriter.FlushAsync();
                }
            }

            this.clientListBox.Items.Add(string.Format("client sent the request: \"{0}\"", request));

            // Read data from the echo server.
            string response;
            using (Stream inputStream = streamSocket.InputStream.AsStreamForRead())
            {
                using (StreamReader streamReader = new StreamReader(inputStream))
                {
                    response = await streamReader.ReadLineAsync();
                }
            }

            this.clientListBox.Items.Add(string.Format("client received the response: \"{0}\" ", response));
        }

        this.clientListBox.Items.Add("client closed its socket");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Windows.Networking.Sockets.SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows.Networking.Sockets.SocketError.GetStatus(ex.GetBaseException().HResult);
        this.clientListBox.Items.Add(webErrorStatus.ToString() != "Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex.Message);
    }
}

#include <winrt/Windows.Foundation.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
#include <winrt/Windows.UI.Core.h>
#include <winrt/Windows.UI.Xaml.Navigation.h>
#include <sstream>

using namespace winrt;
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener m_streamSocketListener;
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_streamSocket;

public:
    void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs const& /* e */)
    {
        StartServer();
        StartClient();
    }

private:
    IAsyncAction StartServer()
    {
        try
        {
            // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
            m_streamSocketListener.ConnectionReceived({ this, &StreamSocketAndListenerPage::OnConnectionReceived });

            // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
            // Every protocol typically has a standard port number. For example, HTTP is typically 80, FTP is 20 and 21, etc.
            // For this example, we'll choose an arbitrary port number.
            co_await m_streamSocketListener.BindServiceNameAsync(L"1337");
            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"server is listening..."));
        }
        catch (winrt::hresult_error const& ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus{ Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex.to_abi()) };
            serverListBox().Items().Append(webErrorStatus != Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus::Unknown ? winrt::box_value(winrt::to_hstring((int32_t)webErrorStatus)) : winrt::box_value(winrt::to_hstring(ex.to_abi())));
        }
    }

    IAsyncAction OnConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener /* sender */, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
    {
        try
        {
            auto socket{ args.Socket() }; // Keep the socket referenced, and alive.
            DataReader dataReader{ socket.InputStream() };

            unsigned int bytesLoaded = co_await dataReader.LoadAsync(sizeof(unsigned int));

            unsigned int stringLength = dataReader.ReadUInt32();
            bytesLoaded = co_await dataReader.LoadAsync(stringLength);
            winrt::hstring request = dataReader.ReadString(bytesLoaded);

            serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
            {
                std::wstringstream wstringstream;
                wstringstream << L"server received the request: \"" << request.c_str() << L"\"";
                serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));
            });

            // Echo the request back as the response.
            DataWriter dataWriter{ socket.OutputStream() };
            dataWriter.WriteUInt32(request.size());
            dataWriter.WriteString(request);
            co_await dataWriter.StoreAsync();
            dataWriter.DetachStream();

            serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
            {
                std::wstringstream wstringstream;
                wstringstream << L"server sent back the response: \"" << request.c_str() << L"\"";
                serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));
            });

            m_streamSocketListener = nullptr;

            serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
            {
                serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"server closed its socket"));
            });
        }
        catch (winrt::hresult_error const& ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus{ Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex.to_abi()) };
            serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
            {
                serverListBox().Items().Append(webErrorStatus != Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus::Unknown ? winrt::box_value(winrt::to_hstring((int32_t)webErrorStatus)) : winrt::box_value(winrt::to_hstring(ex.to_abi())));
            });
        }
    }

    IAsyncAction StartClient()
    {
        try
        {
            // Establish a connection to the echo server.

            // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
            Windows::Networking::HostName hostName{ L"localhost" };

            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client is trying to connect..."));

            co_await m_streamSocket.ConnectAsync(hostName, L"1337");
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client connected"));

            // Send a request to the echo server.
            DataWriter dataWriter{ m_streamSocket.OutputStream() };
            winrt::hstring request{ L"Hello, World!" };
            dataWriter.WriteUInt32(request.size());
            dataWriter.WriteString(request);

            co_await dataWriter.StoreAsync();

            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"client sent the request: \"" << request.c_str() << L"\"";
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));

            co_await dataWriter.FlushAsync();
            dataWriter.DetachStream();

            // Read data from the echo server.
            DataReader dataReader{ m_streamSocket.InputStream() };
            unsigned int bytesLoaded = co_await dataReader.LoadAsync(sizeof(unsigned int));
            unsigned int stringLength = dataReader.ReadUInt32();
            bytesLoaded = co_await dataReader.LoadAsync(stringLength);
            winrt::hstring response{ dataReader.ReadString(bytesLoaded) };

            wstringstream.str(L"");
            wstringstream << L"client received the response: \"" << response.c_str() << L"\"";
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));

            m_streamSocket = nullptr;

            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client closed its socket"));
        }
        catch (winrt::hresult_error const& ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus{ Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex.to_abi()) };
            serverListBox().Items().Append(webErrorStatus != Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus::Unknown ? winrt::box_value(winrt::to_hstring((int32_t)webErrorStatus)) : winrt::box_value(winrt::to_hstring(ex.to_abi())));
        }
    }

#include <ppltasks.h>
#include <sstream>
...
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ streamSocketListener;
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ streamSocket;

protected:
    virtual void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs^ e) override
    {
        this->StartServer();
        this->StartClient();
    }

private:
    void StartServer()
    {
        try
        {
            this->streamSocketListener = ref new Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener();

            // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
            streamSocketListener->ConnectionReceived += ref new TypedEventHandler<Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^>(this, &StreamSocketAndListenerPage::StreamSocketListener_ConnectionReceived);

            // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
            // Every protocol typically has a standard port number. For example, HTTP is typically 80, FTP is 20 and 21, etc.
            // For this example, we'll choose an arbitrary port number.
            Concurrency::create_task(streamSocketListener->BindServiceNameAsync(L"1337")).then(
                [=]
            {
                this->serverListBox->Items->Append(L"server is listening...");
            });
        }
        catch (Platform::Exception^ ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex->HResult);
            this->serverListBox->Items->Append(webErrorStatus.ToString() != L"Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex->Message);
        }
    }

    void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ sender, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
    {
        try
        {
            auto dataReader = ref new DataReader(args->Socket->InputStream);

            Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(sizeof(unsigned int))).then(
                [=](unsigned int bytesLoaded)
            {
                unsigned int stringLength = dataReader->ReadUInt32();
                Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(stringLength)).then(
                    [=](unsigned int bytesLoaded)
                {
                    Platform::String^ request = dataReader->ReadString(bytesLoaded);
                    this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
                        [=]
                    {
                        std::wstringstream wstringstream;
                        wstringstream << L"server received the request: \"" << request->Data() << L"\"";
                        this->serverListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
                    }));

                    // Echo the request back as the response.
                    auto dataWriter = ref new DataWriter(args->Socket->OutputStream);
                    dataWriter->WriteUInt32(request->Length());
                    dataWriter->WriteString(request);
                    Concurrency::create_task(dataWriter->StoreAsync()).then(
                        [=](unsigned int)
                    {
                        dataWriter->DetachStream();

                        this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
                            [=]()
                        {
                            std::wstringstream wstringstream;
                            wstringstream << L"server sent back the response: \"" << request->Data() << L"\"";
                            this->serverListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
                        }));

                        delete this->streamSocketListener;
                        this->streamSocketListener = nullptr;

                        this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler([=]() {this->serverListBox->Items->Append(L"server closed its socket"); }));
                    });
                });
            });
        }
        catch (Platform::Exception^ ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex->HResult);
            this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler([=]() {this->serverListBox->Items->Append(webErrorStatus.ToString() != L"Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex->Message); }));
        }
    }

    void StartClient()
    {
        try
        {
            // Create the StreamSocket and establish a connection to the echo server.
            this->streamSocket = ref new Windows::Networking::Sockets::StreamSocket();

            // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
            auto hostName = ref new Windows::Networking::HostName(L"localhost");

            this->clientListBox->Items->Append(L"client is trying to connect...");

            Concurrency::create_task(this->streamSocket->ConnectAsync(hostName, L"1337")).then(
                [=](Concurrency::task< void >)
            {
                this->clientListBox->Items->Append(L"client connected");

                // Send a request to the echo server.
                auto dataWriter = ref new DataWriter(this->streamSocket->OutputStream);
                auto request = ref new Platform::String(L"Hello, World!");
                dataWriter->WriteUInt32(request->Length());
                dataWriter->WriteString(request);

                Concurrency::create_task(dataWriter->StoreAsync()).then(
                    [=](Concurrency::task< unsigned int >)
                {
                    std::wstringstream wstringstream;
                    wstringstream << L"client sent the request: \"" << request->Data() << L"\"";
                    this->clientListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));

                    Concurrency::create_task(dataWriter->FlushAsync()).then(
                        [=](Concurrency::task< bool >)
                    {
                        dataWriter->DetachStream();

                        // Read data from the echo server.
                        auto dataReader = ref new DataReader(this->streamSocket->InputStream);
                        Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(sizeof(unsigned int))).then(
                            [=](unsigned int bytesLoaded)
                        {
                            unsigned int stringLength = dataReader->ReadUInt32();
                            Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(stringLength)).then(
                                [=](unsigned int bytesLoaded)
                            {
                                Platform::String^ response = dataReader->ReadString(bytesLoaded);
                                this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
                                    [=]
                                {
                                    std::wstringstream wstringstream;
                                    wstringstream << L"client received the response: \"" << response->Data() << L"\"";
                                    this->clientListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));

                                    delete this->streamSocket;
                                    this->streamSocket = nullptr;

                                    this->clientListBox->Items->Append(L"client closed its socket");
                                }));
                            });
                        });
                    });
                });
            });
        }
        catch (Platform::Exception^ ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex->HResult);
            this->serverListBox->Items->Append(webErrorStatus.ToString() != L"Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex->Message);
        }
    }

Ссылки на StreamSockets в продолжениях C++ PPL (в первую очередь применимо к C++/CX)

Примечание.

Это неприменимо в случае использования сопрограмм C++/WinRT и передачи параметров по значению. Рекомендации по передаче параметров см. в разделе Параллельная обработка и асинхронные операции с помощью C++/WinRT.

StreamSocket остается активным, пока в его потоке ввода/вывода выполняются активные операции чтения/записи (рассмотрим для примера StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs.Socket, доступ к которому осуществляется в обработчике событий StreamSocketListener.ConnectionReceived). При вызове DataReader.LoadAsync (или ReadAsync/WriteAsync/StoreAsync) он хранит ссылку на сокет (через поток ввода сокета) до тех пор, пока обработчик событий Completed (при наличии) метода LoadAsync не завершит выполнение.

Библиотека параллельных шаблонов (PPL) не планирует встроенное продолжение задач по умолчанию. Другими словами, добавление задачи продолжения (с task::then()) не гарантирует, что задача продолжения будет выполняться во встроенном режиме в качестве завершающего обработчика.

void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ sender, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
{
    auto dataReader = ref new DataReader(args->Socket->InputStream);
    Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(sizeof(unsigned int))).then(
        [=](unsigned int bytesLoaded)
    {
        // Work in here isn't guaranteed to execute inline as the completion handler of the LoadAsync.
    });
}

С точки зрения StreamSocket завершающий обработчик завершит выполнение (и сокет станет готовым к ликвидации) до запуска основной части продолжения. Таким образом, чтобы предотвратить удаление сокета, если вы хотите использовать его в этом продолжении, необходимо ссылаться на сокет напрямую (через захват лямбда-функции) и использовать его, или косвенно (продолжая осуществлять доступ к args->Socket внутри продолжения), или обеспечить принудительное выполнение задач продолжения в коде. Эту первую технику можно наблюдать в действии (захват лямбда-функции) в примере StreamSocket. Код C++/CX в разделе Создание базового клиента и сервера сокета TCP выше использует второй способ. Он возвращает запрос в качестве ответа и осуществляет доступ к args->Socket из одного из продолжений самого глубокого уровня.

Третий способ подходит в тех случаях, когда не нужно выводить ответ. Параметр task_continuation_context::use_synchronous_execution() используется для принудительного выполнения основной части продолжения внутри PPL. Этот пример кода демонстрирует, как это сделать.

void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ sender, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
{
    auto dataReader = ref new DataReader(args->Socket->InputStream);

    Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(sizeof(unsigned int))).then(
        [=](unsigned int bytesLoaded)
    {
        unsigned int messageLength = dataReader->ReadUInt32();
        Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(messageLength)).then(
            [=](unsigned int bytesLoaded)
        {
            Platform::String^ request = dataReader->ReadString(bytesLoaded);
            this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
                [=]
            {
                std::wstringstream wstringstream;
                wstringstream << L"server received the request: \"" << request->Data() << L"\"";
                this->serverListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
            }));
        });
    }, Concurrency::task_continuation_context::use_synchronous_execution());
}

Это поведение применяется ко всем сокетам и классам WebSockets в пространстве имен Windows.Networking.Sockets. Но для сценариев на стороне клиента сокеты обычно сохраняются в переменных-членах, так что эта проблема наиболее применима для сценария StreamSocketListener.ConnectionReceived, как описано выше.

Создание простейших клиента и сервера для UDP-сокетов

Сокет протокола UDP схож с сокетом TCP в том плане, что он обеспечивает низкоуровневую передачу данных по сети в любом направлении. Однако если сокет TCP подходит для постоянных подключений, сокет UDP подходит для сценариев, где установленное подключение не требуется. Поскольку сокеты UDP не поддерживают соединение на обеих конечных точках, они предоставляют быстрый и простой способ сетевого подключения между удаленными компьютерами. Однако сокеты UDP не гарантируют целостность сетевых пакетов и даже их передачу удаленному адресату. Поэтому необходимо учитывать это в приложении. Примеры приложений, использующих сокеты UDP: локальные клиенты обнаружения сети и локальные клиенты чатов.

Чтобы продемонстрировать базовые операции UDP, пример кода ниже показывает класс DatagramSocket, который используется для отправки и получения данных через UDP с целью формирования эхо-клиента и сервера. Создайте новый проект и поместите представленный ниже код клиента и сервера в один проект. Как и в случае с сокетом TCP, необходимо объявить возможность приложения Частные сети (клиент и сервер).

Создание эхо-клиента и эко-сервера с использованием сокетов UDP

Создайте сокет DatagramSocket, который будет выполнять роль эхо-сервера, привяжите его к определенному номеру порта, получите входящее сообщение UDP и передайте его обратно. Событие DatagramSocket.MessageReceived создается, когда сокет получает сообщение.

Создайте другой сокет DatagramSocket, который будет выполнять роль эхо-клиента, привяжите его к определенному номеру порта, отправьте сообщение UDP и получите ответ.

Создайте новый объект Страница с именем DatagramSocketPage. Поместите разметку XAML в DatagramSocketPage.xaml, а затем поместите императивный код внутрь класса DatagramSocketPage.

<Grid Background="{ThemeResource ApplicationPageBackgroundThemeBrush}">
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="Auto"/>
        <RowDefinition Height="*"/>
    </Grid.RowDefinitions>

    <StackPanel>
        <TextBlock Margin="9.6,0" Style="{StaticResource TitleTextBlockStyle}" Text="UDP socket example"/>
        <TextBlock Margin="7.2,0,0,0" Style="{StaticResource HeaderTextBlockStyle}" Text="DatagramSocket"/>
    </StackPanel>

    <Grid Grid.Row="1">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition/>
            <RowDefinition/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="*"/>
            <ColumnDefinition Width="*"/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <TextBlock Margin="9.6" Style="{StaticResource SubtitleTextBlockStyle}" Text="client"/>
        <ListBox x:Name="clientListBox" Grid.Row="1" Margin="9.6"/>
        <TextBlock Grid.Column="1" Margin="9.6" Style="{StaticResource SubtitleTextBlockStyle}" Text="server"/>
        <ListBox x:Name="serverListBox" Grid.Column="1" Grid.Row="1" Margin="9.6"/>
    </Grid>
</Grid>

// Every protocol typically has a standard port number. For example, HTTP is typically 80, FTP is 20 and 21, etc.
// For this example, we'll choose different arbitrary port numbers for client and server, since both will be running on the same machine.
static string ClientPortNumber = "1336";
static string ServerPortNumber = "1337";

protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
    this.StartServer();
    this.StartClient();
}

private async void StartServer()
{
    try
    {
        var serverDatagramSocket = new Windows.Networking.Sockets.DatagramSocket();

        // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
        serverDatagramSocket.MessageReceived += ServerDatagramSocket_MessageReceived;

        this.serverListBox.Items.Add("server is about to bind...");

        // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
        await serverDatagramSocket.BindServiceNameAsync(DatagramSocketPage.ServerPortNumber);

        this.serverListBox.Items.Add(string.Format("server is bound to port number {0}", DatagramSocketPage.ServerPortNumber));
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Windows.Networking.Sockets.SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows.Networking.Sockets.SocketError.GetStatus(ex.GetBaseException().HResult);
        this.serverListBox.Items.Add(webErrorStatus.ToString() != "Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex.Message);
    }
}

private async void ServerDatagramSocket_MessageReceived(Windows.Networking.Sockets.DatagramSocket sender, Windows.Networking.Sockets.DatagramSocketMessageReceivedEventArgs args)
{
    string request;
    using (DataReader dataReader = args.GetDataReader())
    {
        request = dataReader.ReadString(dataReader.UnconsumedBufferLength).Trim();
    }

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add(string.Format("server received the request: \"{0}\"", request)));

    // Echo the request back as the response.
    using (Stream outputStream = (await sender.GetOutputStreamAsync(args.RemoteAddress, DatagramSocketPage.ClientPortNumber)).AsStreamForWrite())
    {
        using (var streamWriter = new StreamWriter(outputStream))
        {
            await streamWriter.WriteLineAsync(request);
            await streamWriter.FlushAsync();
        }
    }

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add(string.Format("server sent back the response: \"{0}\"", request)));

    sender.Dispose();

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.serverListBox.Items.Add("server closed its socket"));
}

private async void StartClient()
{
    try
    {
        // Create the DatagramSocket and establish a connection to the echo server.
        var clientDatagramSocket = new Windows.Networking.Sockets.DatagramSocket();

        clientDatagramSocket.MessageReceived += ClientDatagramSocket_MessageReceived;

        // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
        var hostName = new Windows.Networking.HostName("localhost");

        this.clientListBox.Items.Add("client is about to bind...");

        await clientDatagramSocket.BindServiceNameAsync(DatagramSocketPage.ClientPortNumber);

        this.clientListBox.Items.Add(string.Format("client is bound to port number {0}", DatagramSocketPage.ClientPortNumber));

        // Send a request to the echo server.
        string request = "Hello, World!";
        using (var serverDatagramSocket = new Windows.Networking.Sockets.DatagramSocket())
        {
            using (Stream outputStream = (await serverDatagramSocket.GetOutputStreamAsync(hostName, DatagramSocketPage.ServerPortNumber)).AsStreamForWrite())
            {
                using (var streamWriter = new StreamWriter(outputStream))
                {
                    await streamWriter.WriteLineAsync(request);
                    await streamWriter.FlushAsync();
                }
            }
        }

        this.clientListBox.Items.Add(string.Format("client sent the request: \"{0}\"", request));
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Windows.Networking.Sockets.SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows.Networking.Sockets.SocketError.GetStatus(ex.GetBaseException().HResult);
        this.clientListBox.Items.Add(webErrorStatus.ToString() != "Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex.Message);
    }
}

private async void ClientDatagramSocket_MessageReceived(Windows.Networking.Sockets.DatagramSocket sender, Windows.Networking.Sockets.DatagramSocketMessageReceivedEventArgs args)
{
    string response;
    using (DataReader dataReader = args.GetDataReader())
    {
        response = dataReader.ReadString(dataReader.UnconsumedBufferLength).Trim();
    }

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.clientListBox.Items.Add(string.Format("client received the response: \"{0}\"", response)));

    sender.Dispose();

    await this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => this.clientListBox.Items.Add("client closed its socket"));
}

#include <winrt/Windows.Foundation.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
#include <winrt/Windows.UI.Core.h>
#include <winrt/Windows.UI.Xaml.Navigation.h>
#include <sstream>

using namespace winrt;
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket m_clientDatagramSocket;
    Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket m_serverDatagramSocket;

public:
    void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs const& /* e */)
    {
        StartServer();
        StartClient();
    }

private:
    IAsyncAction StartServer()
    {
        try
        {
            // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
            m_serverDatagramSocket.MessageReceived({ this, &DatagramSocketPage::ServerDatagramSocket_MessageReceived });

            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"server is about to bind..."));

            // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
            co_await m_serverDatagramSocket.BindServiceNameAsync(L"1337");
            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"server is bound to port number 1337"));
        }
        catch (winrt::hresult_error const& ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus{ Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex.to_abi()) };
            serverListBox().Items().Append(webErrorStatus != Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus::Unknown ? winrt::box_value(winrt::to_hstring((int32_t)webErrorStatus)) : winrt::box_value(winrt::to_hstring(ex.to_abi())));
        }
    }

    IAsyncAction ServerDatagramSocket_MessageReceived(Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket sender, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs args)
    {
        DataReader dataReader{ args.GetDataReader() };
        winrt::hstring request{ dataReader.ReadString(dataReader.UnconsumedBufferLength()) };

        serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
        {
            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"server received the request: \"" << request.c_str() << L"\"";
            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));
        });

        // Echo the request back as the response.
        IOutputStream outputStream = co_await sender.GetOutputStreamAsync(args.RemoteAddress(), L"1336");
        DataWriter dataWriter{ outputStream };
        dataWriter.WriteString(request);

        co_await dataWriter.StoreAsync();
        dataWriter.DetachStream();

        serverListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
        {
            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"server sent back the response: \"" << request.c_str() << L"\"";
            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));

            m_serverDatagramSocket = nullptr;

            serverListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"server closed its socket"));
        });
    }

    IAsyncAction StartClient()
    {
        try
        {
            m_clientDatagramSocket.MessageReceived({ this, &DatagramSocketPage::ClientDatagramSocket_MessageReceived });

            // Establish a connection to the echo server.
            // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
            Windows::Networking::HostName hostName{ L"localhost" };

            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client is about to bind..."));

            co_await m_clientDatagramSocket.BindServiceNameAsync(L"1336");
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client is bound to port number 1336"));

            // Send a request to the echo server.
            Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket serverDatagramSocket;
            IOutputStream outputStream = co_await m_serverDatagramSocket.GetOutputStreamAsync(hostName, L"1337");

            winrt::hstring request{ L"Hello, World!" };
            DataWriter dataWriter{ outputStream };
            dataWriter.WriteString(request);
            co_await dataWriter.StoreAsync();
            dataWriter.DetachStream();

            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"client sent the request: \"" << request.c_str() << L"\"";
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));
        }
        catch (winrt::hresult_error const& ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus{ Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex.to_abi()) };
            serverListBox().Items().Append(webErrorStatus != Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus::Unknown ? winrt::box_value(winrt::to_hstring((int32_t)webErrorStatus)) : winrt::box_value(winrt::to_hstring(ex.to_abi())));
        }
    }

    void ClientDatagramSocket_MessageReceived(Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket const& /* sender */, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs const& args)
    {
        DataReader dataReader{ args.GetDataReader() };
        winrt::hstring response{ dataReader.ReadString(dataReader.UnconsumedBufferLength()) };
        clientListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
        {
            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"client received the response: \"" << response.c_str() << L"\"";
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(wstringstream.str().c_str()));
        });

        m_clientDatagramSocket = nullptr;

        clientListBox().Dispatcher().RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, [=]()
        {
            clientListBox().Items().Append(winrt::box_value(L"client closed its socket"));
        });
    }

#include <ppltasks.h>
#include <sstream>
...
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^ clientDatagramSocket;
    Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^ serverDatagramSocket;

protected:
    virtual void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs^ e) override
    {
        this->StartServer();
        this->StartClient();
    }

private:
    void StartServer()
    {
        try
        {
            this->serverDatagramSocket = ref new Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket();

            // The ConnectionReceived event is raised when connections are received.
            this->serverDatagramSocket->MessageReceived += ref new TypedEventHandler<Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs^>(this, &DatagramSocketPage::ServerDatagramSocket_MessageReceived);

            this->serverListBox->Items->Append(L"server is about to bind...");

            // Start listening for incoming TCP connections on the specified port. You can specify any port that's not currently in use.
            Concurrency::create_task(this->serverDatagramSocket->BindServiceNameAsync("1337")).then(
                [=]
            {
                this->serverListBox->Items->Append(L"server is bound to port number 1337");
            });
        }
        catch (Platform::Exception^ ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex->HResult);
            this->serverListBox->Items->Append(webErrorStatus.ToString() != L"Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex->Message);
        }
    }

    void ServerDatagramSocket_MessageReceived(Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^ sender, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs^ args)
    {
        DataReader^ dataReader = args->GetDataReader();
        Platform::String^ request = dataReader->ReadString(dataReader->UnconsumedBufferLength);
        this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
            [=]
        {
            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"server received the request: \"" << request->Data() << L"\"";
            this->serverListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
        }));

        // Echo the request back as the response.
        Concurrency::create_task(sender->GetOutputStreamAsync(args->RemoteAddress, "1336")).then(
            [=](IOutputStream^ outputStream)
        {
            auto dataWriter = ref new DataWriter(outputStream);
            dataWriter->WriteString(request);
            Concurrency::create_task(dataWriter->StoreAsync()).then(
                [=](unsigned int)
            {
                dataWriter->DetachStream();

                this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
                    [=]()
                {
                    std::wstringstream wstringstream;
                    wstringstream << L"server sent back the response: \"" << request->Data() << L"\"";
                    this->serverListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));

                    delete this->serverDatagramSocket;
                    this->serverDatagramSocket = nullptr;

                    this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler([=]() {this->serverListBox->Items->Append(L"server closed its socket"); }));
                }));
            });
        });
    }

    void StartClient()
    {
        try
        {
            // Create the DatagramSocket and establish a connection to the echo server.
            this->clientDatagramSocket = ref new Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket();

            this->clientDatagramSocket->MessageReceived += ref new TypedEventHandler<Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs^>(this, &DatagramSocketPage::ClientDatagramSocket_MessageReceived);

            // The server hostname that we will be establishing a connection to. In this example, the server and client are in the same process.
            auto hostName = ref new Windows::Networking::HostName(L"localhost");

            this->clientListBox->Items->Append(L"client is about to bind...");

            Concurrency::create_task(this->clientDatagramSocket->BindServiceNameAsync("1336")).then(
                [=]
            {
                this->clientListBox->Items->Append(L"client is bound to port number 1336");
            });

            // Send a request to the echo server.
            auto serverDatagramSocket = ref new Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket();
            Concurrency::create_task(serverDatagramSocket->GetOutputStreamAsync(hostName, "1337")).then(
                [=](IOutputStream^ outputStream)
            {
                auto request = ref new Platform::String(L"Hello, World!");
                auto dataWriter = ref new DataWriter(outputStream);
                dataWriter->WriteString(request);
                Concurrency::create_task(dataWriter->StoreAsync()).then(
                    [=](unsigned int)
                {
                    dataWriter->DetachStream();
                    std::wstringstream wstringstream;
                    wstringstream << L"client sent the request: \"" << request->Data() << L"\"";
                    this->clientListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
                });

            });
        }
        catch (Platform::Exception^ ex)
        {
            Windows::Networking::Sockets::SocketErrorStatus webErrorStatus = Windows::Networking::Sockets::SocketError::GetStatus(ex->HResult);
            this->serverListBox->Items->Append(webErrorStatus.ToString() != L"Unknown" ? webErrorStatus.ToString() : ex->Message);
        }
    }

    void ClientDatagramSocket_MessageReceived(Windows::Networking::Sockets::DatagramSocket^ sender, Windows::Networking::Sockets::DatagramSocketMessageReceivedEventArgs^ args)
    {
        DataReader^ dataReader = args->GetDataReader();
        Platform::String^ response = dataReader->ReadString(dataReader->UnconsumedBufferLength);
        this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler(
            [=]
        {
            std::wstringstream wstringstream;
            wstringstream << L"client received the response: \"" << response->Data() << L"\"";
            this->clientListBox->Items->Append(ref new Platform::String(wstringstream.str().c_str()));
        }));

        delete this->clientDatagramSocket;
        this->clientDatagramSocket = nullptr;

        this->Dispatcher->RunAsync(CoreDispatcherPriority::Normal, ref new DispatchedHandler([=]() {this->clientListBox->Items->Append(L"client closed its socket"); }));
    }

Фоновые операции и брокер сокета

Можно использовать посредник сокетов и контролировать триггеры канала, чтобы убедиться, что приложение должным образом получает подключения или данные в сокетах, не находясь на переднем плане. Дополнительные сведения см. в статье о сетевом взаимодействии в фоновом режиме.

Пакетные отправки

Каждый раз, когда вы выполняется запись в поток, связанный с сокетом, происходит переход из режима пользователя (обычный код) в режим ядра (где работает сетевой стек). Если записывается много буферов одновременно, повторяющиеся переходы создают значительную нагрузку. Чтобы отправлять несколько буферов данных одновременно, избегая такой нагрузки, можно собирать отправляемые данные в пакеты. Это особенно полезно, если ваше приложение поддерживает VoIP, VPN или другие задачи, предполагающие максимально эффективное перемещение больших объемов данных.

В этом разделе показано несколько техник пакетных отправок, которые можно использовать с сокетом StreamSocket или подключенным сокетом DatagramSocket.

Чтобы получить общее представление о процессе, рассмотрим, как эффективно отправить большое число буферов. Вот минимальная демонстрация, в которой используется StreamSocket.

protected override async void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
    var streamSocketListener = new Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListener();
    streamSocketListener.ConnectionReceived += this.StreamSocketListener_ConnectionReceived;
    await streamSocketListener.BindServiceNameAsync("1337");

    var streamSocket = new Windows.Networking.Sockets.StreamSocket();
    await streamSocket.ConnectAsync(new Windows.Networking.HostName("localhost"), "1337");
    this.SendMultipleBuffersInefficiently(streamSocket, "Hello, World!");
    //this.BatchedSendsCSharpOnly(streamSocket, "Hello, World!");
    //this.BatchedSendsAnyUWPLanguage(streamSocket, "Hello, World!");
}

private async void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListener sender, Windows.Networking.Sockets.StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
{
    using (var dataReader = new DataReader(args.Socket.InputStream))
    {
        dataReader.InputStreamOptions = InputStreamOptions.Partial;
        while (true)
        {
            await dataReader.LoadAsync(256);
            if (dataReader.UnconsumedBufferLength == 0) break;
            IBuffer requestBuffer = dataReader.ReadBuffer(dataReader.UnconsumedBufferLength);
            string request = Windows.Security.Cryptography.CryptographicBuffer.ConvertBinaryToString(Windows.Security.Cryptography.BinaryStringEncoding.Utf8, requestBuffer);
            Debug.WriteLine(string.Format("server received the request: \"{0}\"", request));
        }
    }
}

// This implementation incurs kernel transition overhead for each packet written.
private async void SendMultipleBuffersInefficiently(Windows.Networking.Sockets.StreamSocket streamSocket, string message)
{
    var packetsToSend = new List<IBuffer>();
    for (int count = 0; count < 5; ++count) { packetsToSend.Add(Windows.Security.Cryptography.CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(message, Windows.Security.Cryptography.BinaryStringEncoding.Utf8)); }

    foreach (IBuffer packet in packetsToSend)
    {
        await streamSocket.OutputStream.WriteAsync(packet);
    }
}

#include <winrt/Windows.Foundation.h>
#include <winrt/Windows.Networking.Sockets.h>
#include <winrt/Windows.Security.Cryptography.h>
#include <winrt/Windows.Storage.Streams.h>
#include <winrt/Windows.UI.Core.h>
#include <winrt/Windows.UI.Xaml.Navigation.h>
#include <sstream>

using namespace winrt;
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener m_streamSocketListener;
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocket m_streamSocket;

public:
    IAsyncAction OnNavigatedTo(NavigationEventArgs /* e */)
    {
        m_streamSocketListener.ConnectionReceived({ this, &BatchedSendsPage::OnConnectionReceived });
        co_await m_streamSocketListener.BindServiceNameAsync(L"1337");

        co_await m_streamSocket.ConnectAsync(Windows::Networking::HostName{ L"localhost" }, L"1337");
        SendMultipleBuffersInefficientlyAsync(L"Hello, World!");
        //BatchedSendsAnyUWPLanguageAsync(L"Hello, World!");
    }

private:
    IAsyncAction OnConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener const& /* sender */, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs const& args)
    {
        DataReader dataReader{ args.Socket().InputStream() };
        dataReader.InputStreamOptions(Windows::Storage::Streams::InputStreamOptions::Partial);

        while (true)
        {
            unsigned int bytesLoaded = co_await dataReader.LoadAsync(256);
            if (bytesLoaded == 0) break;
            winrt::hstring message{ dataReader.ReadString(bytesLoaded) };
            ::OutputDebugString(message.c_str());
        }
    }

    // This implementation incurs kernel transition overhead for each packet written.
    IAsyncAction SendMultipleBuffersInefficientlyAsync(winrt::hstring message)
    {
        co_await winrt::resume_background();

        std::vector< IBuffer > packetsToSend;
        for (unsigned int count = 0; count < 5; ++count)
        {
            packetsToSend.push_back(Windows::Security::Cryptography::CryptographicBuffer::ConvertStringToBinary(message, Windows::Security::Cryptography::BinaryStringEncoding::Utf8));
        }

        for (auto const& element : packetsToSend)
        {
            m_streamSocket.OutputStream().WriteAsync(element).get();
        }
    }

#include <ppltasks.h>
#include <sstream>
...
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Storage::Streams;
using namespace Windows::UI::Core;
using namespace Windows::UI::Xaml::Navigation;
...
private:
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ streamSocketListener;
    Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ streamSocket;

protected:
    virtual void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs^ e) override
    {
        this->streamSocketListener = ref new Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener();
        streamSocketListener->ConnectionReceived += ref new TypedEventHandler<Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^>(this, &BatchedSendsPage::StreamSocketListener_ConnectionReceived);
        Concurrency::create_task(this->streamSocketListener->BindServiceNameAsync(L"1337")).then(
            [=]
        {
            this->streamSocket = ref new Windows::Networking::Sockets::StreamSocket();
            Concurrency::create_task(this->streamSocket->ConnectAsync(ref new Windows::Networking::HostName(L"localhost"), L"1337")).then(
                [=](Concurrency::task< void >)
            {
                this->SendMultipleBuffersInefficiently(L"Hello, World!");
                // this->BatchedSendsAnyUWPLanguage(L"Hello, World!");
            }, Concurrency::task_continuation_context::use_synchronous_execution());
        });
    }

private:
    void StreamSocketListener_ConnectionReceived(Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListener^ sender, Windows::Networking::Sockets::StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs^ args)
    {
        auto dataReader = ref new DataReader(args->Socket->InputStream);
        dataReader->InputStreamOptions = Windows::Storage::Streams::InputStreamOptions::Partial;
        this->ReceiveStringRecurse(dataReader, args->Socket);
    }

    void ReceiveStringRecurse(DataReader^ dataReader, Windows::Networking::Sockets::StreamSocket^ streamSocket)
    {
        Concurrency::create_task(dataReader->LoadAsync(256)).then(
            [this, dataReader, streamSocket](unsigned int bytesLoaded)
        {
            if (bytesLoaded == 0) return;
            Platform::String^ message = dataReader->ReadString(bytesLoaded);
            ::OutputDebugString(message->Data());
            this->ReceiveStringRecurse(dataReader, streamSocket);
        });
    }

    // This implementation incurs kernel transition overhead for each packet written.
    void SendMultipleBuffersInefficiently(Platform::String^ message)
    {
        std::vector< IBuffer^ > packetsToSend{};
        for (unsigned int count = 0; count < 5; ++count)
        {
            packetsToSend.push_back(Windows::Security::Cryptography::CryptographicBuffer::ConvertStringToBinary(message, Windows::Security::Cryptography::BinaryStringEncoding::Utf8));
        }

        for (auto element : packetsToSend)
        {
            Concurrency::create_task(this->streamSocket->OutputStream->WriteAsync(element)).wait();
        }
    }

Первый пример использует более эффективную технику, но подходит только для C#. Измените OnNavigatedTo, чтобы вызвать BatchedSendsCSharpOnly вместо SendMultipleBuffersInefficiently или SendMultipleBuffersInefficientlyAsync.

// A C#-only technique for batched sends.
private async void BatchedSendsCSharpOnly(Windows.Networking.Sockets.StreamSocket streamSocket, string message)
{
    var packetsToSend = new List<IBuffer>();
    for (int count = 0; count < 5; ++count) { packetsToSend.Add(Windows.Security.Cryptography.CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(message, Windows.Security.Cryptography.BinaryStringEncoding.Utf8)); }

    var pendingTasks = new System.Threading.Tasks.Task[packetsToSend.Count];

    for (int index = 0; index < packetsToSend.Count; ++index)
    {
        // track all pending writes as tasks, but don't wait on one before beginning the next.
        pendingTasks[index] = streamSocket.OutputStream.WriteAsync(packetsToSend[index]).AsTask();
        // Don't modify any buffer's contents until the pending writes are complete.
    }

    // Wait for all of the pending writes to complete.
    System.Threading.Tasks.Task.WaitAll(pendingTasks);
}

Следующий пример подходит для любого языка UWP, а не только для C#. В его основе — поведение потоков StreamSocket.OutputStream и DatagramSocket.OutputStream, объединяющих отправки. Эта техника вызывает метод FlushAsync в потоке вывода, который начиная с Windows 10 гарантированно возвращается только после того, как все операции потока вывода завершены.

// An implementation of batched sends suitable for any UWP language.
private async void BatchedSendsAnyUWPLanguage(Windows.Networking.Sockets.StreamSocket streamSocket, string message)
{
    var packetsToSend = new List<IBuffer>();
    for (int count = 0; count < 5; ++count) { packetsToSend.Add(Windows.Security.Cryptography.CryptographicBuffer.ConvertStringToBinary(message, Windows.Security.Cryptography.BinaryStringEncoding.Utf8)); }

    var pendingWrites = new IAsyncOperationWithProgress<uint, uint>[packetsToSend.Count];

    for (int index = 0; index < packetsToSend.Count; ++index)
    {
        // track all pending writes as tasks, but don't wait on one before beginning the next.
        pendingWrites[index] = streamSocket.OutputStream.WriteAsync(packetsToSend[index]);
        // Don't modify any buffer's contents until the pending writes are complete.
    }

    // Wait for all of the pending writes to complete. This step enables batched sends on the output stream.
    await streamSocket.OutputStream.FlushAsync();
}

// An implementation of batched sends suitable for any UWP language.
IAsyncAction BatchedSendsAnyUWPLanguageAsync(winrt::hstring message)
{
    std::vector< IBuffer > packetsToSend{};
    std::vector< IAsyncOperationWithProgress< unsigned int, unsigned int > > pendingWrites{};
    for (unsigned int count = 0; count < 5; ++count)
    {
        packetsToSend.push_back(Windows::Security::Cryptography::CryptographicBuffer::ConvertStringToBinary(message, Windows::Security::Cryptography::BinaryStringEncoding::Utf8));
    }

    for (auto const& element : packetsToSend)
    {
        // track all pending writes as tasks, but don't wait on one before beginning the next.
        pendingWrites.push_back(m_streamSocket.OutputStream().WriteAsync(element));
        // Don't modify any buffer's contents until the pending writes are complete.
    }

    // Wait for all of the pending writes to complete. This step enables batched sends on the output stream.
    co_await m_streamSocket.OutputStream().FlushAsync();
}

private:
    // An implementation of batched sends suitable for any UWP language.
    void BatchedSendsAnyUWPLanguage(Platform::String^ message)
    {
        std::vector< IBuffer^ > packetsToSend{};
        std::vector< IAsyncOperationWithProgress< unsigned int, unsigned int >^ >pendingWrites{};
        for (unsigned int count = 0; count < 5; ++count)
        {
            packetsToSend.push_back(Windows::Security::Cryptography::CryptographicBuffer::ConvertStringToBinary(message, Windows::Security::Cryptography::BinaryStringEncoding::Utf8));
        }

        for (auto element : packetsToSend)
        {
            // track all pending writes as tasks, but don't wait on one before beginning the next.
            pendingWrites.push_back(this->streamSocket->OutputStream->WriteAsync(element));
            // Don't modify any buffer's contents until the pending writes are complete.
        }

        // Wait for all of the pending writes to complete. This step enables batched sends on the output stream.
        Concurrency::create_task(this->streamSocket->OutputStream->FlushAsync());
    }

Существуют некоторые важные ограничения, связанные с использованием пакетных отправок в вашем коде.

• Вы не можете изменять содержимое экземпляров IBuffer, записанных до завершения асинхронной записи.
• Шаблон FlushAsync работает только с StreamSocket.OutputStream и DatagramSocket.OutputStream.
• Шаблон FlushAsync работает только в Windows 10 и более поздних версиях.
• В других случаях следует использовать Task.WaitAll вместо шаблона FlushAsync.

Совместное использование порта для DatagramSocket

Можно настроить сокет DatagramSocket для совместного существования с другими многоадресными сокетами Win32 или UWP, связанными с тем же адресом/портом. Для этого необходимо задать для DatagramSocketControl.MulticastOnly значение true, прежде чем привязывать или подключать сокет. Доступ к экземпляру DatagramSocketControl осуществляется из объекта DatagramSocket через свойство DatagramSocket.Control.

Предоставление сертификата клиента с классом StreamSocket

Класс StreamSocket поддерживает возможность использования протокола SSL/TLS для проверки подлинности сервера, к которому обращается клиентское приложение. В некоторых случаях клиентское приложение также должно пройти проверку подлинности на сервере с помощью сертификата клиента SSL/TLS. Можно предоставить клиентский сертификат со свойством StreamSocketControl.ClientCertificate, прежде чем привязывать или подключать сокет (его необходимо задать до начала подтверждения протокола SSL/TLS). Доступ к экземпляру StreamSocketControl осуществляется из объекта StreamSocket через свойство StreamSocket.Control. Если сервер запрашивает сертификат клиента, Windows ответит, воспользовавшись предоставленным клиентским сертификатом.

Используйте переопределение метода StreamSocket.ConnectAsync, которое принимает значение SocketProtectionLevel, как показано в примере минимального кода.

Важно!

Как указано в комментарии в примерах кода ниже, чтобы код работал, в проекте должна быть объявлена возможность приложения sharedUserCertificates.

// For this code to work, you need at least one certificate to be present in the user MY certificate store.
// Plugging a smartcard into a smartcard reader connected to your PC will achieve that.
// Also, your project needs to declare the sharedUserCertificates app capability.
var certificateQuery = new Windows.Security.Cryptography.Certificates.CertificateQuery();
certificateQuery.StoreName = "MY";
IReadOnlyList<Windows.Security.Cryptography.Certificates.Certificate> certificates = await Windows.Security.Cryptography.Certificates.CertificateStores.FindAllAsync(certificateQuery);
if (certificates.Count > 0)
{
    streamSocket.Control.ClientCertificate = certificates[0];
    await streamSocket.ConnectAsync(hostName, "1337", Windows.Networking.Sockets.SocketProtectionLevel.Tls12);
}

// For this code to work, you need at least one certificate to be present in the user MY certificate store.
// Plugging a smartcard into a smartcard reader connected to your PC will achieve that.
// Also, your project needs to declare the sharedUserCertificates app capability.
Windows::Security::Cryptography::Certificates::CertificateQuery certificateQuery;
certificateQuery.StoreName(L"MY");
IVectorView< Windows::Security::Cryptography::Certificates::Certificate > certificates = co_await Windows::Security::Cryptography::Certificates::CertificateStores::FindAllAsync(certificateQuery);

if (certificates.Size() > 0)
{
    m_streamSocket.Control().ClientCertificate(certificates.GetAt(0));
    co_await m_streamSocket.ConnectAsync(Windows::Networking::HostName{ L"localhost" }, L"1337", Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::Tls12);
    ...
}

// For this code to work, you need at least one certificate to be present in the user MY certificate store.
// Plugging a smartcard into a smartcard reader connected to your PC will achieve that.
// Also, your project needs to declare the sharedUserCertificates app capability.
auto certificateQuery = ref new Windows::Security::Cryptography::Certificates::CertificateQuery();
certificateQuery->StoreName = L"MY";
Concurrency::create_task(Windows::Security::Cryptography::Certificates::CertificateStores::FindAllAsync(certificateQuery)).then(
    [=](IVectorView< Windows::Security::Cryptography::Certificates::Certificate^ >^ certificates)
{
    if (certificates->Size > 0)
    {
        this->streamSocket->Control->ClientCertificate = certificates->GetAt(0);
        Concurrency::create_task(this->streamSocket->ConnectAsync(ref new Windows::Networking::HostName(L"localhost"), L"1337", Windows::Networking::Sockets::SocketProtectionLevel::Tls12)).then(
            [=]
        {
            ...
        });
    }
});

Обработка исключений

Ошибка, обнаруженная в операции DatagramSocket, StreamSocket или StreamSocketListener, возвращается в виде значения HRESULT. Можно передать значение HRESULT методу SocketError.GetStatus, чтобы преобразовать его в значение перечисления SocketErrorStatus.

Большинство значений перечисления SocketErrorStatus соответствуют ошибке, возвращаемой стандартной операцией с сокетами Windows. Ваше приложение может включать значения перечисления SocketErrorStatus, чтобы по-разному действовать в зависимости от причины исключения.

Для ошибок при проверке параметров можно использовать также значение HRESULT из исключения, чтобы получить подробные сведения об ошибке. Возможные значения HRESULT перечислены в Winerror.h, который находится в вашей установке SDK (например, в папке C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\<VERSION>\shared). Для многих ошибок при проверке параметров HRESULT возвращает значение E\_INVALIDARG.

Конструктор HostName может создать исключение, если переданная строка не является допустимым именем узла. Например, он содержит недопустимые символы, что вероятно, если имя узла вводится в приложении пользователем. Создайте HostName внутри блока try/catch. В этом случае приложение может сообщить пользователю об ошибке и запросить новое имя узла.

Важные API

• CertificateQuery
• CertificateStores.FindAllAsync
• DatagramSocket
• DatagramSocket.BindServiceNameAsync
• DatagramSocket.Control
• DatagramSocket.GetOutputStreamAsync
• DatagramSocket.MessageReceived
• DatagramSocketControl.MulticastOnly
• DatagramSocketMessageReceivedEventArgs
• DatagramSocketMessageReceivedEventArgs.GetDataReader
• DataReader.LoadAsync
• IOutputStream.FlushAsync
• SocketError.GetStatus
• SocketErrorStatus
• SocketProtectionLevel
• StreamSocket
• StreamSocketControl.ClientCertificate
• StreamSocket.ConnectAsync
• StreamSocket.InputStream
• StreamSocket.OutputStream
• StreamSocketListener
• StreamSocketListener.BindServiceNameAsync
• StreamSocketListener.ConnectionReceived
• StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs
• Windows.Networking.Sockets

См. также

• Обмен данными между приложениями
• Параллельные обработка и выполнение асинхронных операций с помощью C++/WinRT
• How to set network capabilities
• Windows Sockets 2 (Winsock)

Примеры

• StreamSocket sample