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  套接字编程在网络与通信中起着举足轻重的作用。套接字的API最初为方便在BSD Unix中建立TCP/IP的连接而设计的，现在已经成为多种平台（包括Symbian）建立TCP/IP连接的标准API。除了TCP/IP外，套接字API足以通用于其他对应的网络类型和协议。Symbian利用了这个事实，可以使用套接字API在红外线、蓝牙等协议上建立连接。本系列将从网络套接字入手，概述套接字编程的核心实质，同时以大家熟知的.net Socket编程作为参照物，介绍Symbian中的套接字编程。

一、Symbian OS 套接字体系结构

1、客户机/服务器模式

　　Symbian OS的套接字是基于客户机/服务器（C/S）模式的。这一点可以从套接字编程中使用到的以下几个类体现：RSocketServ、RSocket、RConnection。RSocketServ派生自RSessionBase，作为与系统服务器通信的父会话；RSocket和RConnection都派生自RSubSessionBase，作为RSocketServ的子会话与系统服务器通信。简单的说，要想进行Socket编程，必须得通过RSocketServ连接系统的套接字服务器。有关Symbian OS的客户机/服务器框架的只是，请参阅“深入篇-客户机/服务器框架系列”文章。

2、客户端的套接字与服务器端的套接字

　　这里的“客户端”、“服务器端”与Symbian OS的“客户机/服务器”不是一个概念。这里的“客户端”、“服务器端”指的是在网络中两个互相暴露的两个连接的端点。Socket服务器端被动等待Socket客户端的连接，反过来，Socket客户端主动请求与Socket服务器端连接。一旦连接完毕，两个端点就可以向对方发送或接收数据。

3、面向连接的套接字和面向无连接的套接字

　　在此所说的面向连接的套接字为TCP模式，而面向无连接的套接字为UDP模式。有关TCP和UDP的相关知识，请参阅《TCP/IP详解》第二卷的相关章节。

4、异步套接字与同步套接字

　　在.net中，Socket类的许多操作都对应有同步版本和异步版本，如：Accept与BeginAccept、EndAccept，Receive与BeginReceive、EndReceive等等。而在Symbian中，RSocket提供的对应方法都为异步函数，我们可以使用活动对象或者User::WaitForRequest方法进行封装调用，请参阅“活动对象正解（4）-异步函数的同步调用 ”。下面例举几个异步方法的原型：

IMPORT_C void Send(const TDesC8& aDesc,TUint someFlags,TRequestStatus& aStatus);
IMPORT_C void Recv(TDes8& aDesc,TUint flags,TRequestStatus& aStatus);
IMPORT_C void Accept(RSocket& aBlankSocket,TRequestStatus& aStatus);

二、Socket编程流程及相关API

　　一般情况下，我们会在手机上建立客户端的套接字，去连接远程服务器端的套接字，而且使用的是TCP方式连接。所以，在此我们将以客户端的TCP Socket编程作为入手点，简单介绍Socket编程流程。

首先先用时序图描述一下具体流程：

接下来简单的介绍相关API：

• 连接套接字服务器：RSocketServ::Connect()
  此函数返回错误代码，由于套接字服务器可能已经连接，所以此处可能返回KErrAlreadyExists，应该使用如下方法进行判断：

      TInt err = iSocketServ.Connect();
      if (err != KErrNone && err != KErrAlreadyExists)
          {
          User::Leave(err);
          }
  
  

• 打开套接字：RSocket::Open()
  

  IMPORT_C TInt Open(RSocketServ& aServer,TUint addrFamily,TUint sockType,TUint protocol);
  

  第一个参数传入套接字服务器，后面几个参数表示连接模式的常量。针对于TCP连接，应该使用如下代码：

  iSocket.Open(iSocketServ, KAfInet, KSockStream, KProtocolInetTcp);
  

  如果记不住每种连接模式对应这三个参数的值，还可以通过使用RSocketServ::FindProtocol的方法，传入模式名称获取一个TProtocolDesc对象，在这个对象中描述了对应的addrFamily、socketType、protocol的值。具体用法请参看SDK。

• 将网络端点表示为 IP 地址和端口号：TInetAddr
  TInetAddr类似于.net中的IPEndPoint类。使用TInetAddr::Input方法传入IP地址，使用TInetAddr::SetPort方法传入端口号。
• 连接服务器端Socket：RSocket::Connect
  此方法为异步函数，原型如下：

  IMPORT_C void Connect(TSockAddr& anAddr,TRequestStatus& aStatus);
  

  其中参数anAddr为我们创建的绑定远程服务器IP地址和端口的TInetAddr类实例。

• 向服务器端发送数据：RSocket::Send
  此方法为异步函数，原型如下：

  IMPORT_C void Send(const TDesC8& aDesc,TUint someFlags,TRequestStatus& aStatus);
  

• 接收服务器端返回的数据：RSocket::Recv
  此方法为异步函数，原型如下：

  IMPORT_C void Recv(TDes8& aDesc,TUint flags,TRequestStatus& aStatus);
  

三、小演练：连接服务器端的套接字

1、在此我们使用C#建立一个TCP套接字服务器端，将完成以下几点功能：

• 监听IP 127.0.0.1和端口8532，等待客户端的连接；
• 客户端连接后，在屏幕上打印出客户端的IP地址和端口；
• 等待客户端发送文本数据；
• 收到数据后将数据内容打印到控制台上；
• 将收到的数据返回给客户端。

2、使用Symbian C++建立一个TCP套接字客户端，完成以下几点功能：

• 运用我们以上学到的几个API，连接IP 127.0.0.1和端口8532；
• 向服务器发送字符串“12345678”；
• 等待服务器端返回数据；
• 将服务器端返回的数据（12345678）打印到屏幕上。

点击此处下载服务器端代码（C#）

点击此处下载客户端代码（Symbian C++）

客户端和服务器端运行效果如下：

四、小结

　　这一节作为Socket编程的入门，所涉及的知识点比较少且相对较简单，在下一节里我将详细介绍RSocketServ、RSocket、RConnection的使用方法，并针对TCP、UDP方式进行说明。

五、参考文献

1. Series 60 应用程序开发

　　当数据尺寸在编译期不固定，而在运行期有可能要扩展到很大尺寸时，动态缓冲区在保存二进制数据方面显得非常有用。我们可以使用C++数组保存二进制数据，然后调用类似于memcpy的函数去动态的改变数组所占用空间的大小；我们还能够使用HBufC描述符，获取其可修改的描述符向其写入数据，然后调用ReAlloc方法扩展数组。以上两点方法可行，但是不好，因为我们得自己管理内存的分配。Symbian C++考虑到了这一点，于是引入了动态缓冲区的概念。

　　基于堆的缓冲描述符HBufC的前缀H显然不符合Symbian C++的命名规范（请参看Symbian编程总结-基础篇-类类型）。在这里，“H”仅表明数据是存放在堆(Heap)上的。虽然HBufC类以“C”为后缀，意思是不可修改的，但是我们可以通过HBufC::Des()方法获取其可修改的TPtr指针，对HBufC的内容进行修改。

一、堆描述符的构建

• 从TDesC类的栈内容构建
  TDesC类有几个方法，允许将栈中的内容复制到堆中，并返回一个HBufC指针，这些方法的函数原型如下：

      IMPORT_C HBufC16 *Alloc() const;
      IMPORT_C HBufC16 *AllocL() const;
      IMPORT_C HBufC16 *AllocLC() const;
  
  

  特别的，如果创建不成功，Alloc返回NULL，AllocL会抛出异常。
  以下代码说明TDesC::Alloc的用法：

   1 LOCAL_C void HBufCFromDesLC(HBufC*& aBuf)
   2     {
   3     _LIT(KText, "Hello World!");
   4     aBuf = KText().AllocLC();
   5     }
   6 
   7 LOCAL_C void MainL()
   8     {
   9     HBufC* buf;
  10     HBufCFromDesLC(buf);
  11     console->Write(buf->Des());
  12 
  13     CleanupStack::PopAndDestroy(buf);
  14     }
  

• 使用HBufC::New(L,LC)方法构建
  通过HBufC::New(L,LC)方法创建时，需要在参数中指定所创建的内容占用堆空间的最大长度，如果接下来填充的数据长度超过了定义的长度则会抛出异常：

      IMPORT_C static HBufC16 *New(TInt aMaxLength);
      IMPORT_C static HBufC16 *NewL(TInt aMaxLength);
      IMPORT_C static HBufC16 *NewLC(TInt aMaxLength);
  
  

  示例代码：

   1 LOCAL_C void HBufCFromNewLC(HBufC*& aBuf)
   2     {
   3     aBuf = HBufC::NewLC(19);
   4     _LIT(KText, "Hello World My Girl!");
   5 
   6     TPtr ptr = aBuf->Des();
   7     ptr.Append(KText);
   8     }
   9 
  10 LOCAL_C void MainL()
  11     {
  12     HBufC* buf;
  13     HBufCFromNewLC(buf);
  14     console->Write(buf->Des());
  15 
  16     CleanupStack::PopAndDestroy(buf);
  17     }
  

  按照字面理解，以上代码第3行申请了最大长度为19的堆内存，而字符串“Hello World My Girl!”的长度为20，程序能正常运行且没有抛出异常。为什么呢？SDK是这样解释的：

  therefore, the resulting maximum length of the descriptor may be larger than requested.

  HBufC预留的空间会比我们申请的空间大一些，如果我们将第三行代码换成aBuf = HBufC::NewLC(18);应用程序就会抛出异常。

• 使用HBufC::NewMax(L,LC)方法创建
  HBufC::NewMax方法与HBufC::New方法类似，唯一不同的是，在使用New方法构建HBufC时，HBufC的Length为0，而使用NewMax方法，HBufC的Length会置为MaxLength。
  示例代码如下：

   1 LOCAL_C void HBufCFromNewMaxLC(HBufC*& aBuf)
   2     {
   3     aBuf = HBufC::NewMaxLC(19);
   4     _LIT(KText, "Hello World My Girl!");
   5 
   6     TPtr ptr = aBuf->Des();
   7     ptr.Copy(KText);
   8     }
   9 
  10 LOCAL_C void MainL()
  11     {
  12     HBufC* buf;
  13     HBufCFromNewMaxLC(buf);
  14     console->Write(buf->Des());
  15 
  16     CleanupStack::PopAndDestroy(buf);
  17     }
  

  注意此处第7行使用的是Copy方法而不是Append方法。因为NewMax方法已经将Length设为19，如果再使用Append方法会使插入的数据超过最大缓冲区长度，从而抛出异常。

二、 堆描述符的内容扩展

　　当为HBufC所分配的现有内存不够用时，需要扩展HBufC的内容，我们可以使用ReAlloc函数对HBufC占用的堆空间进行扩展。ReAlloc方法将进行以下三个步骤：

1. 在内存中创建一个新的基于堆描述符
2. 将旧的堆描述符的内容复制到新的堆描述符
3. 删除旧的堆描述符

　　从以上3点我们可以了解到，HBufC::ReAlloc方法会在堆中开辟另外一块内存空间，指向原来HBufC空间的指针将会被删除。所以，为了保证程序能正确运行，我们在调用ReAlloc的时候，不要忘记调用以下方法：

1. 如果堆描述符被加入了清理栈，将堆描述符从堆中弹出
2. 如果在ReAlloc之前使用Des方法获取了指向堆数据的指针描述符，在ReAlloc调用之后得重新获取

以下是示例代码：

 1 LOCAL_C void HBufCReAllocLC(HBufC*& aBuf)

 2     {

 3     aBuf = HBufC::NewLC(20);

 4 

 5     _LIT(KText, "Hello World My Girl!");