C#通讯——关于Winform中的简单的Http服务器与客户端

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前言

在实际项目中通讯的交互的过程中，遇见数据传输时同事和我说用WebApi，Get，Post等等，以前没用搞过这个块的我傻傻分不清。查询资料了解过后发现只是个简单的Http交互通讯，在此记录下Winform中的简单服务器和客户端的编写，并简要描述webapi与http通讯的差异。

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一、Http是什么？

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种用于在网络上传输超文本的协议。它是一个用于传输和交换超文本、图像、视频、音频以及其他多媒体资源的应用层协议。

HTTP是Web的基础，它定义了客户端和服务器之间的通信规则。通常，当你在浏览器中输入网址、点击链接或者提交表单时，浏览器会发送HTTP请求到服务器，服务器收到请求后进行处理，然后返回HTTP响应给客户端（浏览器），最终在你的浏览器上显示网页内容。

HTTP协议的主要特点包括：

• 无状态性（Stateless）：
  HTTP协议本身是无状态的，每个请求都是相互独立的，服务器并不会保留前后请求之间的状态信息。这导致每个请求都需要包含足够的信息来被服务器正确处理，比如会话标识或者其他验证信息。
• 基于请求-响应模型：
  客户端发送请求给服务器，服务器处理请求并返回响应。这个请求-响应模型是HTTP的核心概念，通过这种方式客户端能够请求不同资源并且服务器能够提供响应。
• 支持多种请求方法：
  HTTP定义了一系列请求方法（也称为HTTP谓词），包括GET（用于获取资源）、POST（用于提交数据给服务器）、PUT（用于更新资源）、DELETE（用于删除资源）等。
• URL定位资源：
  每个HTTP请求都包含一个URL（Uniform Resource Locator），用于指定被请求的资源的位置。
• 无连接性：
  HTTP协议本身是无连接的，即每次请求完成后，连接会立即关闭。这意味着每个请求都需要重新建立连接，可能会造成一定的性能开销。

二、简单的Http服务器

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Threading.Tasks;namespace httpServer
{class HttpServer_DP{private readonly string mUrl; // 服务器监听的URLprivate readonly HttpListener mListener; // HttpListener实例private readonly Dictionary<string, Func<HttpListenerContext, Task<string>>> mRoutes; // 路由映射// 构造函数，接收服务器监听地址和端口的数组public HttpServer_DP(string[] prefixes){if (!HttpListener.IsSupported){throw new NotSupportedException("HttpListener is not supported on this platform.");}mListener = new HttpListener(); // 初始化HttpListener实例mRoutes = new Dictionary<string, Func<HttpListenerContext, Task<string>>>(); // 初始化路由映射字典// 为服务器添加监听地址和端口foreach (string prefix in prefixes){mListener.Prefixes.Add(prefix);}mUrl = prefixes[0]; // 记录第一个监听地址}public bool IsOpen { get { return mListener.IsListening; } }// 启动服务器public void Start(){mListener.Start();Console.WriteLine($"Server started and listening on {mUrl}");mListener.BeginGetContext(ProcessRequestCallback, mListener); // 处理客户端请求}// 停止服务器public void Stop(){mListener.Stop();mListener.Close();Console.WriteLine("Server stopped.");}// 添加路由和处理程序的映射关系public void AddRoute(string route, Func<HttpListenerContext, Task<string>> handler){mRoutes.Add(route, handler);}// 处理客户端请求的回调函数private async void ProcessRequestCallback(IAsyncResult result){HttpListener listener = (HttpListener)result.AsyncState;// 开始下一个请求的监听listener.BeginGetContext(ProcessRequestCallback, listener);try{// 获取传入的请求HttpListenerContext context = listener.EndGetContext(result);// 获取请求方法和URL路径string httpMethod = context.Request.HttpMethod;string responseString = "No Data!"; // 默认响应字符串string url = context.Request.Url.AbsolutePath;Func<HttpListenerContext, Task<string>> handler;// 如果请求路径存在于路由映射中，执行相应的处理程序if (mRoutes.TryGetValue(url, out handler)){responseString = await handler(context); // 获取处理程序返回的响应数据// 将响应数据编码成字节数组byte[] buffer = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(responseString);// 设置响应的内容长度和状态码context.Response.ContentLength64 = buffer.Length;context.Response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.OK;// 将响应写入输出流并关闭输出流context.Response.OutputStream.Write(buffer, 0, buffer.Length);context.Response.OutputStream.Close();}else{// 如果请求路径不存在于路由映射中，返回404 Not Foundcontext.Response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.NotFound;context.Response.Close();}}catch (Exception ex){Console.WriteLine($"Error processing request: {ex.Message}");}}}
}

需要注意的是：Dictionary<string, Func<HttpListenerContext, Task>> mRoutes; // 路由映射
为了方便根据客户端传入的URL的不同路径来选择进行不同的处理流程

三、简单的Http客户端

using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;namespace Http
{class HttpClient_DP{private readonly HttpClient _client; // HttpClient 实例// 构造函数，初始化 HttpClient 实例public HttpClient_DP(){_client = new HttpClient();}// 设置超时时间public TimeSpan TimeOut { set { _client.Timeout = value; } }// 发送 GET 请求并返回响应内容public async Task<string> Get(string url){HttpResponseMessage response = await _client.GetAsync(url); // 发送 GET 请求if (response.IsSuccessStatusCode){string content = await response.Content.ReadAsStringAsync(); // 读取响应内容return content;}else{return $"Error: {response.StatusCode}"; // 返回错误信息}}// 发送 POST 请求并返回响应内容public async Task<string> Post(string url, string data){HttpContent content = new StringContent(data); // 创建包含请求数据的 HttpContent 实例HttpResponseMessage response = await _client.PostAsync(url, content); // 发送 POST 请求if (response.IsSuccessStatusCode){string responseData = await response.Content.ReadAsStringAsync(); // 读取响应内容return responseData;}else{return $"Error: {response.StatusCode}"; // 返回错误信息}}}
}

其中只实现的Get与Post的相关代码，这也是当前我最常用的两个方法。
其中 public TimeSpan TimeOut为超时时间，不设置时将永久等待服务器响应。当响应超时时，外部可以通过(try-catch)捕获TaskCanceledException异常。

四、实际调用

初始化服务器：

        httpServer.HttpServer_DP HttpServer;public static void IniHttpServer(){HttpServer = new httpServer.HttpServer_DP(new string[]{"http://127.0.0.1:8080/"});//绑定映射，处理函数//当传入URL为"http://127.0.0.1:8080/PostAGVC_Data/"时将调用PostAGVC_Data函数接收和解析HttpServer.AddRoute("/PostAGVC_Data/", PostAGVC_Data);//当传入URL为"http://127.0.0.1:8080/PostAGV_Data/"时将调用PostAGV_Data函数接收和解析HttpServer.AddRoute("/PostAGV_Data/", PostAGV_Data);HttpServer.Start();}public static async Task<string> PostAGVC_Data(HttpListenerContext context){string httpMethod = context.Request.HttpMethod;string responseString = "";// 处理 POST 请求if (context.Request.HasEntityBody){// 从请求主体中获取数据using (System.IO.Stream body = context.Request.InputStream){using (System.IO.StreamReader reader = new System.IO.StreamReader(body, context.Request.ContentEncoding)){string postData = reader.ReadToEnd(); // 读取 POST 数据//处理数据//。。。。。。。。。。。。//。。。。。。。。。。。。//返回字符串responseString = "OK";}}}return responseString;}//与PostAGVC_Data内部类似，处理数据的代码不一样public static async Task<string> PostAGV_Data(HttpListenerContext context){//省略}

由于Http的无连接性，客户端只需要实例化后，需要时进行连接就行，简单的初始化(如果需要的话)如下：

		Http.HttpClient_DP HttpClient ;public static void IniHttpClient(){if (HttpClient == null){HttpClient = new Http.HttpClient_DP();HttpClient.TimeOut = TimeSpan.FromSeconds(10);}}

调用：
其中JsonConvert只是将我的类实例序列化成Json字符串，在此可以仅当字符串来看。

        string ret = await Global_Value.HttpClient.Post(url, JsonConvert.SerializeObject(new PLC_WorkState(){name = agvName,workState = workState}));

五、Winform中Http服务器和WebApi的区别？

在WinForms中编写的HTTP服务器类与WebAPI之间有几个主要区别：

1.目的和设计用途：

• WinForms HTTP服务器类：
  通常是基于Socket或其他网络库手动实现的简单HTTP服务器。这样的服务器可能是为了特定目的而创建，比如在本地进行简单的通信或提供特定服务。
• WebAPI： 是一个在Web开发中常用的框架，用于构建基于HTTP的RESTful
  API。它是ASP.NET框架的一部分，提供了更完整、功能更丰富的API开发环境，包括路由、中间件、控制器、模型绑定等。

2.功能和特性：

• WinForms HTTP服务器类：
  往往具有较少的功能，可能只实现了基本的HTTP请求/响应处理，而缺少高级特性和工具。它通常用于较小规模的需求。
• WebAPI：
  提供了许多功能强大的特性，例如路由，HTTP谓词（GET、POST、PUT等）的自动映射到相应的处理方法，参数绑定、模型验证等，使得开发者能够更轻松地构建和管理API。

3.集成和扩展性：

• WinForms HTTP服务器类： 通常需要手动处理连接、请求、响应和其他网络层细节，灵活性较高，但也需要开发者自行处理许多功能。
• WebAPI：
  集成在ASP.NET中，可以利用ASP.NET提供的丰富特性和中间件，容易与其他ASP.NET组件集成，并且具有更强的扩展性。

4.适用场景：

• WinForms HTTP服务器类： 适用于需要在WinForms应用程序中实现简单的HTTP通信或提供基本服务的情况。

• WebAPI： 更适合构建大型的Web应用程序或服务，提供多种HTTP服务，满足各种复杂的需求，例如构建RESTfulAPI供移动应用或Web前端使用。

总体来说，WinForms中的简单HTTP服务器类适用于简单的、局部的HTTP通信需求，而WebAPI更适用于构建和管理完整的Web服务或RESTful API，并提供了更多现成的工具和功能来简化开发流程。