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Windows 8 市集應用程式開發實戰 (62)：Socket 通訊 - TCP 與 UDP 實作

編輯：關於.NET

前言：重新想像 Windows 8 通訊機制

Windows 8 市集應用程式（Windows Store Apps）提供豐富的網路通訊 API，其中 Windows.Networking.Sockets 命名空間支援 TCP 與 UDP 兩種傳輸協定，讓開發者能建立即時通訊、自訂協定伺服器或輕量級資料傳輸應用。本文透過三個完整範例，示範如何在同一個應用程式中同時扮演伺服器與用戶端角色，實作 TCP 通訊、自訂 HTTP 伺服器與 UDP 資料傳遞。

範例一：TCP Socket 雙向通訊

核心類別與權限宣告

StreamSocketListener：TCP 伺服器端監聽器
StreamSocket：TCP 用戶端連線
DataWriter / DataReader：資料序列化與反序列化
需在 Package.appxmanifest 加入 <Capability Name="privateNetworkClientServer" />

介面設計 (TcpDemo.xaml)

簡單的 StackPanel 佈局，包含四個按鈕（啟動監聽、連線伺服器、發送資料、關閉連線）與一個 TextBlock 顯示訊息記錄。

核心邏輯 (TcpDemo.xaml.cs)

1. 啟動 TCP 監聽器

private async void btnStartListener_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {
    _listener = new StreamSocketListener();
    _listener.ConnectionReceived += _listener_ConnectionReceived;
    try {
        await _listener.BindServiceNameAsync("2211");
        lblMsg.Text += "已在本機 2211 埠啟動 TCP 監聽" + Environment.NewLine;
    } catch (Exception ex) {
        // 錯誤處理：取得 SocketErrorStatus 並顯示
    }
}

2. 處理連入連線與資料接收

採用自訂協定：前 4 位元組為無號整數標示資料長度，後續為字串內容。使用 DataReader.LoadAsync 非同步讀取標頭與本體，並在 UI 執行緒更新介面。

async void _listener_ConnectionReceived(StreamSocketListener sender, StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args) {
    DataReader reader = new DataReader(args.Socket.InputStream);
    // 更新 UI 顯示遠端端點資訊
    try {
        while (true) {
            uint sizeFieldCount = await reader.LoadAsync(sizeof(uint));
            if (sizeFieldCount != sizeof(uint)) return;
            uint stringLength = reader.ReadUInt32();
            uint actualStringLength = await reader.LoadAsync(stringLength);
            if (stringLength != actualStringLength) return;
            await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => {
                lblMsg.Text += "接收到資料: " + reader.ReadString(actualStringLength) + Environment.NewLine;
            });
        }
    } catch (Exception ex) { /* 錯誤處理 */ }
}

3. 用戶端連線與發送資料

private async void btnConnectListener_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {
    _client = new StreamSocket();
    await _client.ConnectAsync(new HostName("127.0.0.1"), "2211");
    lblMsg.Text += "已連線至 127.0.0.1:2211" + Environment.NewLine;
}

private async void btnSendData_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {
    if (_writer == null) _writer = new DataWriter(_client.OutputStream);
    string data = "hello webabcd " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss");
    _writer.WriteUInt32(_writer.MeasureString(data)); // 寫入長度標頭
    _writer.WriteString(data); // 寫入本體
    await _writer.StoreAsync();
    lblMsg.Text += "資料已發送: " + data + Environment.NewLine;
}

4. 正確關閉連線

呼叫 DetachStream() 解除 DataWriter 與 Stream 關聯，再依序 Dispose 用戶端、伺服器物件。

範例二：自訂 HTTP 伺服器 (僅限應用程式內部呼叫)

架構說明

同樣使用 StreamSocketListener 監聽埠 2212，但在 ConnectionReceived 事件中手動解析 HTTP 請求標頭（讀取至 \r\n\r\n），並組裝符合 HTTP/1.1 規範的回應（狀態碼、標頭、內容長度、本體）。

關鍵程式碼片段

async void _listener_ConnectionReceived(StreamSocketListener sender, StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args) {
    DataReader reader = new DataReader(args.Socket.InputStream);
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while (true) {
        uint loaded = await reader.LoadAsync(1);
        if (loaded != 1) return;
        char c = (char)reader.ReadByte();
        sb.Append(c);
        if (sb.ToString().IndexOf("\r\n\r\n") > 0) {
            // 解析完成，組裝回應
            string response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type:text/html\r\nServer:Custom Http Server\r\nContent-Length:2\r\nConnection: Keep-Alive\r\n\r\nok";
            DataWriter writer = new DataWriter(args.Socket.OutputStream);
            writer.WriteString(response);
            await writer.StoreAsync();
            sb.Clear();
        }
    }
}

用戶端使用 HttpClient.GetStringAsync 呼叫 https://localhost:2212/abc.html 驗證伺服器運作。

範例三：UDP Datagram 通訊

核心差異

使用 DatagramSocket 取代 StreamSocket
無連線概念，ConnectAsync 僅設定預設發送目標
資料單位為 Datagram，最大 65,535 位元組（含標頭）
事件為 MessageReceived，透過 DatagramSocketMessageReceivedEventArgs.GetDataReader() 取得資料

發送端邏輯

private async void btnSendData_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {
    if (_client == null) {
        _client = new DatagramSocket();
        await _client.ConnectAsync(new HostName("127.0.0.1"), "2213");
    }
    if (_writer == null) _writer = new DataWriter(_client.OutputStream);
    string data = "hello webabcd " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss");
    _writer.WriteString(data);
    await _writer.StoreAsync();
    lblMsg.Text += "資料已發送: " + data + Environment.NewLine;
}

接收端處理

private void _listener_MessageReceived(DatagramSocket sender, DatagramSocketMessageReceivedEventArgs args) {
    DataReader dataReader = args.GetDataReader();
    uint stringLength = dataReader.UnconsumedBufferLength;
    await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => {
        lblMsg.Text += "接收到資料: " + dataReader.ReadString(stringLength) 
            + " - 來源: " + args.RemoteAddress.RawName + ":" + args.RemotePort + Environment.NewLine;
    });
}