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Ruby Socket 編程

Ruby提供了兩個級別訪問網絡的服務,在底層你可以訪問操作系統,它可以讓你實現客戶端和服務器為面向連接和無連接協議的基本套接字支持。

Ruby 統一支持應用程的網絡協議,如FTP、HTTP等。

不管是高層的還是底層的。 ruby提供了一些基本類,讓你可以使用TCP,UDP,SOCKS等很多協議交互,而不必拘泥在網絡層。 這些類也提供了輔助類,讓你可以輕鬆的對服務器進行讀寫。

接下來就讓我們來學習如何進行Ruby Socket 編程


什麼是Sockets

應用層通過傳輸層進行數據通信時,TCP和UDP會遇到同時為多個應用程序進程提供並發服務的問題。 多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個TCP協議端口傳輸數據。 為了區別不同的應用程序進程和連接,許多計算機操作系統為應用程序與TCP/IP協議交互提供了稱為套接字(Socket)的接口,區分不同應用程序進程間的網絡通信和連接。

生成套接字,主要有3個參數:通信的目的IP地址、使用的傳輸層協議(TCP或UDP)和使用的端口號。 Socket原意是"插座"。 通過將這3個參數結合起來,與一個"插座"Socket綁定,應用層就可以和傳輸層通過套接字接口,區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信,實現數據傳輸的並發服務。

Sockets 詞彙解析:

選項 描述
domain 指明所使用的協議族,通常為PF_INET, PF_UNIX, PF_X25, 等等。
type 指定socket的類型:SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM,Socket接口還定義了原始Socket(SOCK_RAW),允許程序使用低層協議
protocol 通常賦值0。
hostname 網絡接口的標識符:
  • 字符串, 可以是主機名或IP地址
  • 字符串"<broadcast>", 指定INADDR_BROADCAST 地址。
  • 0 長度的字符串, 指定INADDR_ANY
  • 一個整數,解釋為主機字節順序的二進制地址。
port port是端口的編號,每個服務器都會監聽客戶端連接的一個或多個端口號,一個端口號可以是Fixnum 的端口號, 包含了服務器名和端口。

簡單的客戶端

以下我們通過給定的主機和端口編寫了一個簡單的客戶端實例,Ruby TCPSocket 類提供了open 方法來打開一個socke。

TCPSocket.open(hosname, port ) 打開一個TCP 連接。

一旦你打開一個Socket 連接,你可以像IO 對像一樣讀取它,完成後,你需要像關閉文件一樣關閉該連接。

以下實例演示瞭如何連接到一個指定的主機,並從socket 中讀取數據,最後關閉socket:

require 'socket'      # Sockets 是标准库

hostname = 'localhost'
port = 2000

s = TCPSocket.open(hostname, port)

while line = s.gets   # 从 socket 中读取每行数据
  puts line.chop      # 打印到终端
end
s.close               # 关闭 socket 

簡單的服務

Ruby 中可以使用TCPServer 類來寫個簡單的服務。 TCPServer 對像是TCPSocket 的工廠對象。

現在我們使用TCPServer.open(hostname, port) 來創建一個TCPServer 對象。

接下來調用TCPServer 的accept 方法,該方法會等到一個客戶端連接到指定的端口,然後返回一個的TCPSocket對象,表示連接到該客戶端。

require 'socket'               # 获取socket标准库

server = TCPServer.open(2000)  # Socket 监听端口为 2000
loop {                         # 永久运行服务
  client = server.accept       # 等待客户端连接
  client.puts(Time.now.ctime)  # 发送时间到客户端
  client.puts "Closing the connection. Bye!"
  client.close                 # 关闭客户端连接
}

現在,在服務器上運行以上代碼,查看效果。


多客戶端TCP服務

互聯網上,大多服務都有大量的客戶端連接。

Ruby的Thread類可以很容易地創建多線程服務,一個線程執行客戶端的連接,而主線程在等待更多的連接。

require 'socket'                # 获取socket标准库

server = TCPServer.open(2000)   # Socket 监听端口为 2000
loop {                          # 永久运行服务
  Thread.start(server.accept) do |client|
    client.puts(Time.now.ctime) # 发送时间到客户端
	client.puts "Closing the connection. Bye!"
    client.close                # 关闭客户端连接
  end
}

在這個例子中,socket永久運行,而當server.accept接收到客戶端的連接時,一個新的線程被創建並立即開始處理請求。 而主程序立即循環回,並等待新的連接。


微小的Web瀏覽器

我們可以使用socket庫來實現任何的Internet 協議。 以下代碼展示瞭如何獲取網頁的內容:

require 'socket'
 
host = 'www.w3cschool.cc'     # web服务器
port = 80                           # 默认 HTTP 端口
path = "/index.htm"                 # 想要获取的文件地址

# 这是个 HTTP 请求
request = "GET #{path} HTTP/1.0\r\n\r\n"

socket = TCPSocket.open(host,port)  # 连接服务器
socket.print(request)               # 发送请求
response = socket.read              # 读取完整的响应
# Split response at first blank line into headers and body
headers,body = response.split("\r\n\r\n", 2) 
print body                          # 输出结果

要實現一個類似web 的客戶端,你可以使用為HTTP 預先構建的庫如Net::HTTP。

以下代碼與先前代碼是等效的:

require 'net/http'                  # 我们需要的库
host = 'www.w3cschool.cc'           #  web 服务器
path = '/index.htm'                 # 我们想要的文件 

http = Net::HTTP.new(host)          # 创建连接
headers, body = http.get(path)      # 请求文件
if headers.code == "200"            # 检测状态码
  print body                        
else                                
  puts "#{headers.code} #{headers.message}" 
end

以上我們只是簡單的為大家介紹Ruby中socket的應用,更多文檔請查看: Ruby Socket庫和類方法