Ruby Socket 编程 (TCP/IP) - Ruby 基础教程

Ruby 提供了两个级别访问网络的服务，在底层可以访问操作系统，它可以让你实现客户端和服务器为面向连接和无连接协议的基本套接字支持

Ruby 提供了 socket 库统一支持应用程的网络协议，如FTP、HTTP 等

Ruby 提供了一些基本类，可以使用 TCP, UDP, SOCKS 等很多协议交互，而不必拘泥在网络层。这些类也提供了辅助类，让你可以轻松的对服务器进行读写。

什么是 Sockets

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。

多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。

为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与 TCP／IP 协议交互提供了称为套接字 (Socket)的接口，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接。

生成套接字，主要有3个参数：通信的目的IP地址、使用的传输层协议(TCP或UDP)和使用的端口号。

Socket原意是"插座"。通过将这3个参数结合起来，与一个"插座"Socket绑定，应用层就可以和传输层通过套接字接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

Sockets 词汇

选项	描述
domain	指明所使用的协议族，通常为 PF_INET, PF_UNIX, PF_X25
type	指定socket的类型：SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM， Socket 接口还定义了原始Socket（SOCK_RAW），允许程序使用低层协议
protocol	通常赋值0
hostname	网络接口的标识符：字符串, 可以是主机名或IP地址字符串 "<broadcast>", 指定 INADDR_BROADCAST 地址。0 长度的字符串, 指定 INADDR_ANY 一个整数，解释为主机字节顺序的二进制地址
port	port是端口的编号，每个服务器都会监听客户端连接的一个或多个端口号，一个端口号可以是 Fixnum 的端口号, 包含了服务器名和端口

简单的 TCP 客户端

Ruby TCPSocket 类提供了 open 方法来打开一个 socket

TCPSocket.open(hosname, port ) 打开一个 TCP 连接

一旦打开一个 Socket 连接，可以像 IO 对象一样读取它，完成后，需要像关闭文件一样关闭该连接

下面的代码演示了如何连接到一个指定的主机，并从 socket 中读取数据，最后关闭socket

main.rb

require 'socket'      # Sockets 是标准库

hostname  = 'localhost'
port      = 4000

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

一对一 TCP 服务

Ruby 中可以使用 TCPServer 类实现一个一对一的 TCP 服务。

TCPServer 对象是 TCPSocket 的工厂对象。

TCPServer.open(hostname, port) 可以创建一个 TCPServer 对象。

调用 TCPServer 的 accept 方法，该方法会等到一个客户端连接到指定的端口，然后返回一个的 TCPSocket 对象，表示连接到该客户端

main.rb

require 'socket'               # 获取socket标准库

server = TCPServer.open(4000)  # 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 "关闭连接。再见!"
  client.close                 # 关闭客户端连接
}

多对一 TCP 服务

大多数互联网应用程序，都有大量的客户端连接

Ruby 语言提供了 Thread 类可以很容易地创建多线程服务，一个线程执行客户端的连接，而主线程在等待更多的连接

main.rb

# !/usr/bin/ruby -w
# -*- encoding:utf-8 -*-
# filename: main.rb
# author: 简单教程(www.twle.cn)
# Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.


require 'socket'                # 获取socket标准库

server = TCPServer.open(4000)   # 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 "关闭连接。再见!"
    client.close                # 关闭客户端连接
  end
}

上面的范例，socket 会永久运行，当 server.accept 接收到客户端的连接时，一个新的线程被创建并立即开始处理请求。而主程序立即循环回，并等待新的连接

简单的爬虫

socket 库可以用来实现 TCP/IP 之上的任何的 Internet 协议

下面的范例，我们就实现了一个简单的 HTTP 协议，用来获取 http://www.twle.cn/ 网页的内容

main.rb

# !/usr/bin/ruby -w
# -*- encoding:utf-8 -*-
# filename: main.rb
# author: 简单教程(www.twle.cn)
# Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.


require 'socket'

host = 'www.twle.cn'                # web 服务器
port = 80                           # 默认 HTTP 端口
path = "/"                          # 想要获取的文件地址


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

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
headers,body = response.split("\r\n\r\n", 2) # 分割 HTTP 响应头部和内容
print body
                          # 输出结果

使用 net/http 库也可以实现同样的功能

main.rb

# !/usr/bin/ruby -w
# -*- encoding:utf-8 -*-
# filename: main.rb
# author: 简单教程(www.twle.cn)
# Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.


require 'net/http'                  # 我们需要的库
host = 'www.twle.cn'                #  web 服务器
path = '/'                          # 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

延伸阅读

本章到此为止，只是简单介绍了 Ruby 中socket的应用

更多文档请移步： Ruby Socket 库和类方法