C# TCP/IP Image transfer - 이미지(파일) 전송 3

2021.12.23 - [C#] - C# TCP/IP Image transfer - 이미지(파일) 전송 1

2021.12.24 - [C#] - C# TCP/IP Image transfer - 이미지(파일) 전송 2

 

위 두 링크에서 만든 프로그램을 개선해 클라이언트의 화면을 서버로 연속 전송, 영상으로 재생해 보자.

간단한 화면공유(Screen Share) 프로그램을 만드는 것이다.

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
 
using System.Threading;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;
 
namespace Server
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        TcpListener listener;
        TcpClient client;
        NetworkStream networkStream;
        MemoryStream memoryStream;
        Bitmap bitmap;
        IPHostEntry ipHostEntry;
        Thread thread;
 
        string serverIP;
        int serverPort;
        byte[] data;
        byte[] dataSizeFromClient;
        int receivedDataSize;
        int expectedDataSize;
 
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
 
            pictureBox1.SizeMode = PictureBoxSizeMode.StretchImage;
 
            serverPort = 7000;
            // 호스트 이름으로 검색되는 첫 번째 IP4 주소 확인
            string hostName = Dns.GetHostName();
            ipHostEntry = Dns.GetHostEntry(hostName);
            foreach (IPAddress address in ipHostEntry.AddressList)
            {
                if (address.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork)
                {
                    serverIP = address.ToString();
                    break;
                }
            }
            listBox1.Items.Add("Server IP: " + serverIP);
 
            data = new byte[1048576 * 10]; // 1MB * 10
                                           // 클라이언트로 부터 전송되는 PNG 파일은 상황에 따라 4MB를 넘기도 한다.
            dataSizeFromClient = new byte[sizeof(int)];
        }
 
        private void ThreadProc()
        {
            listener = new TcpListener(IPAddress.Any, serverPort);
            //listener = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), serverPort);
            listener.Start();
 
            client = listener.AcceptTcpClient();
            listBox1.Items.Add("Client IP: " + client.Client.RemoteEndPoint.ToString().Split(':')[0]);
            networkStream = client.GetStream();
 
            while (true)
            {
                try
                {
                    receivedDataSize = 0;
 
                    if (networkStream.CanRead)
                    {
                        // 클라이언트로 부터 받아야 할 데이터 사이즈 정보 확인.
                        networkStream.Read(dataSizeFromClient, 0, dataSizeFromClient.Length);
                        expectedDataSize = BitConverter.ToInt32(dataSizeFromClient, 0);
                        //listBox1.Items.Add("Expected data size: " + (expectedDataSize / 1024).ToString() + "KB");
 
                        // 데이터 수신.                        
                        do
                        {
                            // 클라이언트로 부터 받아야 할 데이터 사이즈 만큼만 정확히 받는다.
                            receivedDataSize += networkStream.Read(data, receivedDataSize, expectedDataSize - receivedDataSize);
                            // Reads data from the NetworkStream and stores it to a byte array.
                        } while (expectedDataSize != receivedDataSize);
                        //while (networkStream.DataAvailable);
                        // NetworkStream.DataAvailable 은 네트워크 상황에 따라 정확하지 않을 가능성이 크다.
                        
                        //listBox1.Items.Add("Data size: " + (receivedDataSize / 1024).ToString() + "KB");
                        // 클라이언트로 부터 받은 데이터 사이즈가 버퍼 사이즈(10MB) 보다 크다면 버퍼 사이즈를 늘려야 한다.
                        // 그렇지 않으면 NetworkStream.Read()에서 ArgumentOutOfRangeException 예외 발생.
                    }
 
                    //listBox1.Items.Add("Data received: " + (receivedDataSize / 1024).ToString() + "KB");
                    memoryStream = new MemoryStream(data, 0, receivedDataSize);
                    // Initializes a new non-resizable instance of the MemoryStream class
                    // based on the specified region (index) of a byte array.            
                    bitmap = new Bitmap(memoryStream);
                    pictureBox1.Image = bitmap;
                }
                catch (Exception e)
                {
                    listBox1.Items.Add(e.Message);
                    listBox1.Items.Add(e.StackTrace);
                    break;
                }
            }
 
            listener.Stop();
            client.Close();
            networkStream.Close();
            memoryStream.Close();
        }
 
 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // 클라이언트 접속 대기를 위한 스레드 생성(스레드는 1개만 생성한다)
            if (thread == null || !thread.IsAlive)
            {
                thread = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
                thread.Start();
                listBox1.Items.Add("Waiting for a client...");
            }
        }
 
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (thread != null && thread.IsAlive)
            {
                // TcpListener를 정지 시키지 않고 클라이언트 연결 대기시 프로그램을
                // 종료하려 하면 스레드가 종료되지 않아 프로그램이 종료되지 않는다.
                listener.Stop();
 
                // 클라이언트와 연결된 스레드를 종료하지 않으면 프로그램을 종료해도
                // 백그라운드에서 계속 실행된다.                
                thread.Abort();
            }
        }
    }
}

 

서버 코드를 입력하고 빌드한다.

Server.zip

0.00MB

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
 
using System.Threading;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;
 
namespace Client
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        TcpClient client;
        NetworkStream networkStream;
        MemoryStream memoryStream;
        Bitmap screen;
        Thread thread;
 
        string serverIP;
        int serverPort;
        byte[] data;
        byte[] dataSizeForServer;
 
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
 
            pictureBox1.SizeMode = PictureBoxSizeMode.StretchImage;
            textBox1.Text = "192.168.0.100";
        }
 
        private void ThreadProc()
        {
            serverIP = textBox1.Text;
            serverPort = 7000;
            try
            {
                client = new TcpClient(serverIP, serverPort);
                networkStream = client.GetStream();
                listBox1.Items.Add("Connected to: " + client.Client.RemoteEndPoint.ToString().Split(':')[0]);
            }
            catch (Exception e)
            {
                listBox1.Items.Add(e.Message);
                listBox1.Items.Add(e.StackTrace);
 
                return;
            }
 
            try
            {
                while (true)
                {
                    screen = GetScreen();
                    memoryStream = new MemoryStream();
                    screen.Save(memoryStream, System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png);
                    data = memoryStream.ToArray();
                    pictureBox1.Image = screen;
 
                    if (networkStream.CanWrite)
                    {
                        // 보낼 데이터 사이즈를 서버에 미리 공유
                        dataSizeForServer = BitConverter.GetBytes(data.Length);
                        networkStream.Write(dataSizeForServer, 0, dataSizeForServer.Length);
 
                        // 데이터 송신
                        networkStream.Write(data, 0, data.Length);
                        //listBox1.Items.Add("Data sent: " + (data.Length / 1024).ToString() + "KB");
                    }
 
                    // Thread.Sleep()을 삭제하면 더 부드러운 화면을 볼 수 있다.
                    // 하지만 CPU 점유율이 크게 높아진다. 적절히 조정하자.
                    Thread.Sleep(100);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                listBox1.Items.Add(e.Message);
                listBox1.Items.Add(e.StackTrace);
            }
 
            client.Close();
            networkStream.Close();
            memoryStream.Close();
        }
 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // 클라이언트 접속 대기를 위한 스레드 생성(스레드는 1개만 생성한다)
            if (thread == null || !thread.IsAlive)
            {
                thread = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
                thread.Start();
                listBox1.Items.Add("Connecting to the server...");
            }
        }
 
        private Bitmap GetScreen()
        {
            Bitmap bitmap = new Bitmap(Screen.PrimaryScreen.Bounds.Width, Screen.PrimaryScreen.Bounds.Height);
            Graphics g = Graphics.FromImage(bitmap);
            g.CopyFromScreen(0, 0, 0, 0, bitmap.Size);
            g.Dispose();
 
            return bitmap;
        }
 
        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (thread != null && thread.IsAlive)
            {
                // 스레드를 종료하지 않으면 백그라운드에서 계속 실행된다.
                thread.Abort();
            }
        }
    }
}

 

클라이언트 코드를 입력하고 빌드한다.

Client.zip

0.01MB

 

한 컴퓨터에서 서버, 클라이언트를 모두 실행한 화면

 

 

NetworkStream.DataAvailable 프로퍼티는 네트워크 상황에 따라 부정확한 경우가 많다. 그러므로 서버에서는 클라이언트로 부터 받을 데이터의 사이즈를 미리 확인하고 그 사이즈만큼 정확히 받는게 중요하다.

작은 크기의 데이터는 사이즈 정보 교환없이 한번에 송수신해도 별 문제는 없다. 하지만 이 프로그램처럼 수백 KB의 데이터를 주고 받는 경우 한번에 송수신이 되지 않을 가능성이 크다.

 

클라이언트에서는 서버로 데이터를 전송하기 전, 보낼 데이터 사이즈를 미리 공유해 서버에서 수신 준비할 수 있도록 한다.

MemoryStream으로 저장할 데이터 포맷을 ImageFormat.Jpeg로 바꾸면 ImageFormat.Png에 비해 훨씬 작은 사이즈의 데이터가 만들어지고 영상의 FPS를 향상시킬 수 있다. (PNG는 비손실 압축, JPEG는 손실 압축)