.NETでTCP（TcpClientとTcpListener）

Client.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	// 클라이언트
	public class Client<TRequest, TResponse> {
		// 접속처의 엔드포인트
		private readonly IPEndPoint _endpoint;

		public Client(IPEndPoint endpoint) {
			_endpoint = endpoint;
		}

		// 서버에 요청을 보내고 답변을 받는다
		public async Task<TResponse> Send(TRequest request) {
			using (var client = new TcpClient()) {
				// 1. 서버에 접속
				await client.ConnectAsync(_endpoint.Address, _endpoint.Port);

				using (var stream = client.GetStream()) {
					// 2. 서버에 요청을 보낸다
					Console.WriteLine($"Client send: {request}");
					stream.WriteObject(request);

					// 3. 서버에서 답변을 수신한다
					var response = stream.ReadObject<TResponse>();
					Console.WriteLine($"Client received: {response}");

					return response;
				}
			}
		}
	}
}

Message.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	// 메시지
	[Serializable]
	public class Message {
		public int Id { get; set; }
		public string Content { get; set; }

		public override string ToString() {
			return $@"{{ {nameof(Id)} = {Id}, {nameof(Content)} = ""{Content}"" }}";
		}
	}
}

ObjectConverter.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	// 오브젝트와 바이트 배열의 변환
	public class ObjectConverter<TObject> {
		private readonly IFormatter _formatter;

		public ObjectConverter(IFormatter formatter = null) {
			_formatter = formatter ?? new BinaryFormatter();
		}

		// 오브젝트=>바이트 배열
		public byte[] ToByteArray(TObject obj) {
			using (var stream = new MemoryStream()) {
				_formatter.Serialize(stream, obj);
				return stream.ToArray();
			}
		}

		// 바이트 배열=>오브젝트
		public TObject FromByteArray(byte[] bytes) {
			using (var stream = new MemoryStream(bytes)) {
				return (TObject)_formatter.Deserialize(stream);
			}
		}
	}
}

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	class Program {
		static void Main(string[] args) {
			// 서버가 접속을 기다리는 엔드포인트이다
			// 클라이언트가 접속하는 서버의 엔드포인트
			var endpoint = new IPEndPoint(IPAddress.Loopback, 54321);

			// 서버
			var server = new Server<Message, Message>(
				endpoint,
				// 요청에서 답변을 만드는 처리
				request => new Message {
					Id = request.Id,
					// 메시지의 문자열을 역순한다
					Content = new string(request.Content.Reverse().ToArray()),
				});
			// 접속을 기다린다
			var task = Task.Run(() => server.Listen());

			// 클라이언트
			Task.WaitAll(
				// 요청을 보내고 답변을 받는다
				new Client<Message, Message>(endpoint).Send(new Message { Id = 10, Content = "ABCDE" }),
				new Client<Message, Message>(endpoint).Send(new Message { Id = 20, Content = "12345" }),
				new Client<Message, Message>(endpoint).Send(new Message { Id = 30, Content = "가나다라마" })
			);

			// 서버를 종료
			server.Close();
			// 서버의 종료 처리, Task 관리, 에러 처리 관련이 미묘
		}
	}
}

Server.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	// 서버
	public class Server<TRequest, TResponse> {
		// 접속을 대기하는 엔드포인트
		private readonly IPEndPoint _endpoint;

		// 요청에서 답변을 만드는 처리
		private readonly Func<TRequest, TResponse> _processor;

		// TCP 리스너
		private readonly TcpListener _listener;

		public Server(IPEndPoint endpoint, Func<TRequest, TResponse> processor) {
			_endpoint = endpoint;
			_processor = processor;
			_listener = new TcpListener(_endpoint);
		}

		// 클라이언트에서 요청을 수신하고 답변을 보낸다
		private void Receive(TcpClient client) {
			using (client)
			using (var stream = client.GetStream()) {
				// 3. 클라이언트에서 요청을 수신한다
				var request = stream.ReadObject<TRequest>();

				// 4. 요청을 처리하고 답변을 만든다
				var response = _processor(request);

				// 5. 클라이언트에 답변을 보낸다
				stream.WriteObject(response);
			}
		}

		// 접속을 대기
		public async Task Listen() {
			Console.WriteLine($"Server listen:");
			// 1. 클라이언트의 접속을 대기
			_listener.Start();

			while (true) {
				// 2. 클라이언트로부터의 접속을 받아들인다.
				var client = await _listener.AcceptTcpClientAsync();
				Console.WriteLine($"Server accepted:");

				var task = Task.Run(() => Receive(client));

				// Task 관리나 에러 처리는 생략
			}
		}

		// 종료한다
		public void Close() {
			_listener.Stop();
		}
	}
}

StreamExtensions.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Tcp.ConsoleApp {
	public static class StreamExtensions {
		// 오브젝트 로딩
		public static TObject ReadObject<TObject>(this Stream stream) {
			using (var reader = new BinaryReader(stream, Encoding.UTF8, true)) {
				// 길이를 읽고 바이트 배열을 읽는다
				var length = reader.ReadInt32();
				var bytes = reader.ReadBytes(length);

				var converter = new ObjectConverter<TObject>();
				reProgramturn converter.FromByteArray(bytes);
			}
		}

		// 오브젝트 쓰기
		public static void WriteObject<TObject>(this Stream stream, TObject obj) {
			using (var writer = new BinaryWriter(stream, Encoding.UTF8, true)) {
				var converter = new ObjectConverter<TObject>();
				var bytes = converter.ToByteArray(obj);

				// 길이를 쓰고 바이트 배열을 쓴다
				writer.Write(bytes.Length);
				writer.Write(bytes);
			}
		}
	}
}