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Socket的定義

socket英文的含義為插座、孔，在我們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中通常稱為套接字，大致理解為在tcp/ip網(wǎng)絡(luò)抽象層中使用套接字ip+端口的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,可認(rèn)為是介于傳輸層與應(yīng)用層中抽象出的socket層，我們可以使用它的接口來解決復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

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Tcp/IP

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定義：

ransmission Control Protocol/Internet Protocol的簡(jiǎn)寫，中譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。

組成：

由四部分組成，從低至高分別為鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層

鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層是負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)包，交給IP層。主要表現(xiàn)為物理驅(qū)動(dòng)，使用物理的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信。確定網(wǎng)絡(luò)地址IP，對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈接狀況獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。
傳輸層：提供應(yīng)用程序間的通信。使用 tcp 或 udp 形式對(duì)主機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，客戶端與服務(wù)端使用流各自操作本地?cái)?shù)據(jù)文本，以代理的形式實(shí)現(xiàn)通信。
應(yīng)用層：向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，主機(jī)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互和效果展示。

Socket通信過程

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名詞解析：

IP：網(wǎng)絡(luò)IP地址，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程唯一標(biāo)識(shí)符。
端口：應(yīng)用進(jìn)程中用來數(shù)據(jù)交互的接口，每個(gè)應(yīng)用都有唯一的端口標(biāo)識(shí)符。
IPv4，是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一個(gè)被廣泛使用，構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議。1981年Jon Postel 在RFC791中定義了IP，Ipv4可以運(yùn)行在各種各樣的底層網(wǎng)絡(luò)上，比如端對(duì)端的串行數(shù)據(jù)鏈路（PPP協(xié)議和SLIP協(xié)議) ，衛(wèi)星鏈路等等。局域網(wǎng)中最常用的是以太網(wǎng)。

IPv4中規(guī)定IP地址長(zhǎng)度為32，即有2^{32-1（符號(hào)}表示升冪，下同）個(gè)地址

IPv6：

IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force）設(shè)計(jì)的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。

IPv6中IP地址的長(zhǎng)度為128，即有2^128-1個(gè)地址。

IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)，極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

代碼實(shí)現(xiàn)

初始化: 根據(jù)地址和端口創(chuàng)建socket資源


string[]handled=tcp.Split(newChar[]{':'});

stringhost=handled[0];

inthostPort=handled.Length>1?int.Parse(handled[1]):80;

//地址封裝

IPEndPointport=newIPEndPoint(Dns.GetHostAddresses(handled[0])[0],hostPort);

//創(chuàng)建socket資源，新實(shí)例初始化 Socket 類使用指定的地址族、 套接字類型和協(xié)議。

socket=newSocket(

    AddressFamily.InterNetwork,

    System.Net.Sockets.SocketType.Stream,

    ProtocolType.Tcp

);

請(qǐng)求連接：異步向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求,連接成功向服務(wù)器發(fā)送心跳包(心跳：服務(wù)器與客戶端進(jìn)行通信，客戶端實(shí)現(xiàn)雙向?；?,socket進(jìn)行異步掛載，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)


...

//連接服務(wù)器

IAsyncResultresult=socket.BeginConnect(

    port, ConnectCallBack, socket

);

//5s內(nèi)判斷是否連接成功

boolisSucced=result.AsyncWaitHandle.WaitOne(5000,true);

...

void ConnectCallBack(IAsyncResultresult){

    Socketsocket=(Socket)result.AsyncState;

    //異步掛載，等待數(shù)據(jù)接收
         socket.BeginReceive(receiveData,0,receiveData.Length,SocketFlags.None,newAsyncCallback(RecivieCallBack),socket);

}

接收數(shù)據(jù)：客服端開啟異步處理，開啟掛載對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽，接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包處理，發(fā)送給各個(gè)應(yīng)用模塊。之后再將socket進(jìn)行異步掛載，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)


void ConnectCallBack(IAsyncResultresult){

    Socketsocket=(Socket)result.AsyncState;

    socket.BeginReceive(receiveData,0,receiveData.Length,SocketFlags.None,newAsyncCallback(RecivieCallBack),socket);

}

private void RecivieCallBack(IAsyncResultresult){

    Socketsocket=(Socket)result.AsyncState;

    //接收長(zhǎng)度

    intlength=socket.EndReceive(result);

    if(length<=0){

        Console.Log(LogType.SOCKET,"server does not return data, but not disconnect");

    return;

    }

    //保持?jǐn)?shù)據(jù)同步，對(duì)二進(jìn)制字節(jié)拆包處理

    lock(receiveData){

    SplitePackage(receiveData,length);

    }

    try{

    if(respsonList.Count>0){

          respsonList.ForEach(packet=>{

              sub.OnNext(packet);

          });

          respsonList.Clear();

      }

        socket.BeginReceive(receiveData,0,receiveData.Length,SocketFlags.None,newAsyncCallback(RecivieCallBack),socket);

     }

    catch(Exceptione){

    //Debug.LogError (e.ToString());

}

拆包：將從服務(wù)器接收的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行拆包處理,根據(jù)包頭獲取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化(* 處理粘包->使用循環(huán)，輪詢處理斷包->將斷包處保存再memoryStream中，再次接收數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)匦缕唇?


private void SaveBreak(byte[]data,intindex){

    streamLen=data.Length-index;

    byte[]breakData=newbyte[streamLen];

    Array.Copy(data,index,breakData,0,breakData.Length);

    stream.SetLength(streamLen);

    stream.Write(breakData,0,breakData.Length);

    isBreakPacket=true;

}

private void EndBreak(){

    if(stream!=null){

    stream.Close();

    stream=newMemoryStream();

    streamLen=0;

    isBreakPacket=false;

    }

}

//拆包

public void SplitePackage(byte[]data,intbufferLen){

    //包頭位置

    intindex=0;

    //斷包判斷

    byte[]bytes=newbyte[bufferLen];

    Array.Copy(data,bytes,bufferLen);

    //處于斷包狀態(tài)

    if(isBreakPacket){

    byte[]packetData=stream.ToArray();

    byte[]newData=newbyte[streamLen+bufferLen];

    Array.Copy(packetData,0,newData,0,streamLen);

    index+=streamLen;

    Array.Copy(bytes,0,newData,index,bufferLen);

    bytes=newData;

    index=0;

    EndBreak();

    }

    //循環(huán)拆包（粘包處理）

    while(index

    //斷包頭

    if((index+4)>=bytes.Length){

    SaveBreak(bytes,index);

    return;

    }

    //拆包頭

    byte[]head=newbyte[4];

    Array.Copy(bytes,index,head,0,4);

    index+=4;

    Array.Reverse(head);

    intcount=BitConverter.ToInt32(head,0);

    //異常處理

    if(count>8192){

    EndBreak();

    HandleError("包頭過長(zhǎng)");

    return;

    }

    //斷內(nèi)容處理

    if((index+count)>bytes.Length){

    index-=4;

    SaveBreak(bytes,index);

    return;

    }

    //正常包處理

    byte[]callbackData=newbyte[count];
  
    Array.Copy(bytes,index,callbackData,0,count);

    stringiContent=Encoding.UTF8.GetString(callbackData);

    if(count==0){

    EndBreak();

    HandleError("接收數(shù)據(jù)為空");

    }

    respsonList.Add(iContent);

    index+=callbackData.Length;

    }

}

發(fā)送請(qǐng)求：客戶端將發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制字節(jié)，進(jìn)行裝包處理發(fā)送給服務(wù)器


public void SendMessage(stringstr)

{

    if(socket!=null&&!socket.Connected){

    EndBreak();

    HandleError("socket is not connecting || socket is not existed");

    return;

    }

    byte[]msg=Encoding.UTF8.GetBytes(str);

    intmesgLength=msg.Length;

    byte[]head=BitConverter.GetBytes(mesgLength);

    byte[]sendData=newbyte[mesgLength+head.Length];
  
    Array.Reverse(head);//服務(wù)器與客戶端的包頭的解析順序是相反的

    Array.Copy(head,sendData,head.Length);

    Array.Copy(msg,0,sendData,head.Length,msg.Length);

    try{

        IAsyncResultasyncSend=socket.BeginSend(sendData,0,sendData.Length,SocketFlags.None,newAsyncCallback(sendCallback),socket);

        boolsuccess=asyncSend.AsyncWaitHandle.WaitOne(7000,true);

        if(!success){

        throw new ApplicationException();

    }

    else{

    Console.Log(LogType.SOCKET_SEND,str);

    }

    catch{

    Console.Log(LogType.SOCKET,"send message exceptionally");

    }

}

//請(qǐng)求成功

private void sendCallback(IAsyncResultasyncSend)

{

...

}

關(guān)閉：斷開連接,關(guān)閉socket資源


public void Closed(){

    try{

        if(socket!=null&&socket.Connected){

        //先停止接收和發(fā)送的服務(wù)

        socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);

        //關(guān)閉socket資源

        socket.Close();

        if(disposable!=null){

        disposable.Dispose();

        }

        socket=null;

      }

    }

    //必須加上，客戶端使用輪詢處理斷線重連時(shí)候有可能多次調(diào)用，異步導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)使程序直接卡死

    catch{

    }

}

常見問題

數(shù)據(jù)同步： unity引擎中MonBehaviour只能處理主線程的數(shù)據(jù)，而我們socket請(qǐng)求數(shù)據(jù)是異步請(qǐng)求的
拆包：當(dāng)出現(xiàn)粘包、斷包
重連：應(yīng)用保活與斷線重連
異常處理：socket異步訪問異常導(dǎo)致程序卡死

優(yōu)化改進(jìn)

buffer:創(chuàng)建緩沖類，將每次的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理
創(chuàng)建包體實(shí)體類，對(duì)游戲數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝

參考鏈接

百度TCP/IP協(xié)議:

百度

百度Socket：

百度

Socket_API：

微軟官網(wǎng)

Socket拆包處理：

Socket/TCP粘包、多包和少包, 斷包

第一次寫技術(shù)文章，可能有些地方表達(dá)并不具體，請(qǐng)小伙伴們諒解。本人unity菜鳥一枚，如果由不懂的地方可以留言，我們可以一起分享心得。如果效果不錯(cuò)我會(huì)在閑暇之余繼續(xù)修仙寫文章，如果覺得還不錯(cuò)就順手點(diǎn)個(gè)贊吧~

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Unity3D Socket通信的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

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Socket的定義

Tcp/IP

定義：

Socket通信過程

名詞解析：

代碼實(shí)現(xiàn)

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優(yōu)化改進(jìn)

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