C# Socket 程式設計入門：TCP 同步通訊、聊天室與 FTP 完整實作

前言

.NET System.Net.Sockets 命名空間提供 Socket、TcpClient/TcpListener、UdpClient、NetworkStream 等類別。本文從基礎 Socket 流程切入，完整實作 TCP 同步通訊、多執行緒廣播式聊天室、檔案傳輸 (FTP) 三大範例。

Socket 基礎流程

• 伺服端：Socket → Bind → Listen → Accept → Receive/Send → Close
• 客戶端：Socket → Connect → Send/Receive → Close
• IPEndPoint：IP + Port 組合，IPAddress.Parse("127.0.0.1") 解析 IP。
• 同步模式：Send/Receive 封鎖直到完成，適合教學與簡單應用。

範例一：基本 TCP 回聲測試

Client

Socket c = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
c.Connect(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2000));
byte[] bs = Encoding.ASCII.GetBytes("hello! socket test");
c.Send(bs);
byte[] recv = new byte[1024];
int n = c.Receive(recv);
Console.WriteLine("Server: " + Encoding.ASCII.GetString(recv, 0, n));
c.Close();

Server

Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
s.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 2000));
s.Listen(0);
Socket client = s.Accept();
byte[] recv = new byte[1024];
int n = client.Receive(recv);
Console.WriteLine("Client: " + Encoding.ASCII.GetString(recv, 0, n));
client.Send(Encoding.ASCII.GetBytes("OK!"));
client.Close(); s.Close();

高階類別：TcpClient / TcpListener / NetworkStream

// Client
TcpClient tcp = new TcpClient("127.0.0.1", 2000);
NetworkStream ns = tcp.GetStream();
// ns.Read/Write 或 StreamReader/StreamWriter

// Server
TcpListener listener = new TcpListener(2000);
listener.Start();
TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
NetworkStream ns = client.GetStream();

UdpClient：無連線、無 GetStream、直接 Send/Receive，適合廣播、即時性要求高、可容忍丟包場景。

範例二：多執行緒廣播式聊天室

架構

• Client：UI 執行緒 + 接收執行緒 (while(true) ReadLine)、UTF-8 編碼傳輸、Control.Invoke 跨執行緒更新 ListBox。
• Server：監聽執行緒 (AcceptSocket) + 廣播執行緒 (foreach client Send)、ArrayList 管理連線、FormClosing 發送 "Close" 通知 Server 移除。
• 編碼處理：傳送前 Encoding.UTF8.GetBytes，接收後 Encoding.Convert(UTF8, GB2312) 顯示中文。

完整程式碼包含 Form1.Designer.cs、Form1.cs (Client/Server)、Form2.cs (連線對話框)，篇幅較大，核心邏輯如上。

範例三：簡易 FTP 檔案傳輸

• 指令格式：CMD|參數|參數...\r\n (如 LIST, DOWNLOAD|filename, UPLOAD|filename|size)。
• Server：列出目錄檔案、傳送檔案二進位內容、接收檔案寫入磁碟。
• Client：ListBox 顯示檔案清單、下載/上傳按鈕觸發指令、進度條顯示傳輸進度。

關鍵技術點總結

結語

Socket 程式設計是網路應用基石。同步阻塞模式易理解、除錯，適合教學與低併發場景；高併發生產環境請採用 SocketAsyncEventArgs、Task、Kestrel 等非同步高效能模型。本文三大範例涵蓋點對點通訊、多點廣播、檔案傳輸核心模式，配合編碼處理、執行緒同步、協定設計等實戰細節，可作為網路程式開發的參考藍圖。