socket收发数据的处理

1. TCP 协议是一种基于数据流的协议

Socket的Receive方法只是把接收缓冲区的数据提取出来,当系统的接收缓冲区为空,Receive方法会被阻塞,直到里面有数据。
Socket的Send方法只是把数据写入到发送缓冲区里,具体的发送过程由操作系统负责。当操作系统的发送缓冲区满了,Send方法会阻塞

2.解决粘包问题的方法

一般有三种方法可以解决粘包和半包问题，分别是

长度信息法: 指在每个数据包前面加上长度信
固定长度法: 每次都以相同的长度发送数据
结束符号法

一般的游戏开发会在每个数据包前面加上长度字节，以方便解析

2.1 发送数据代码

//点击发送按钮
public void Send(string sendStr)
{//组装协议byte [] bodyBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(sendStr);Int16 len = (Int16)bodyBytes.Length;byte[] lenBytes = BitConverter.GetBytes (len);byte[] sendBytes = lenBytes.Concat(bodyBytes).ToArray( ); // 为了精简代码:使用同步Send// 不考虑抛出异常socket.Send(sendBytes);
}

2.2 定义一个缓冲区(readBuff)和一个指示缓冲区有效数据长度变量(buffCount)。

// 接收缓冲区
byte[] readBuff= new byte[1024];
// 接收缓 冲区的数据 长度
int buffcount = 0;public void ReceiveCallback (IAsyncResult ar) { Socket socket = (Socket) ar.AsyncState;// 获取接收数据长度int count = socket.EndReceive(ar);buffCount += count;.....
}

3. 大小端

3.1 使用Reverse()兼容大小端编码
如果使用BitConverter.GetBytes将数字转换成二进制数据，转换出来的数据有可能基于大端模式，也有可能基于小端模式。

因为我们规定必须使用小端编码，一个简单的办法是，判断系统是否是小端编码的系统，如果不是，就使用Reverse() 方法将大端编码转换为小端编码。以Send 为例，代码如下:

//点击发送按钮 
public void Send () 
{string sendStr = InputFeld.text; // 组装协议byte[| bodyBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes (sendStr); Int16 len = (Int16)bodyBytes.Length;byte[] lenBytes = BitConverter.GetBytes (len); //大 小 端编 码if(!BitConverter.IsLittleEndian) {Debug. Log (" [Send] Reverse lenBytes");lenBytes.Reverse();}    // 拼接字节byte[] sendBytes = lenBytes.Concat(bodyBytes) .ToArray ( );socket.Send(sendBytes);
}

3.2 手动还原数值
BitConverter. Toint16中根据系统大小端采用不同的编码方式，如果是小端编码，返回的是(pbyte) | ((pbyte+1)<< 8)，如果是大端编码，返回的是(pbyte<< 8) | ((pbyte+1)。以小端为例，由于采用指针，(pbyte)指向缓冲区中指定位置的第1 个字节，(pbyte + 1)指向缓冲区中指定位置的第2个字节，((pbyte+1)<<8)表示左移8位，相当于乘以 256，返回的数字便是“第1个字节+第2字节256”，与4. 4.1节中介绍的步骤相同。

public void OnReceiveData ( ) { // 消息长 度if (buffCount <= 2)return;// 消息长度Int16 bodyLength = (short) ((readBuff[1] << 8) | readBuff[0]);Debug.Log ( "[Recv] bodyLength=" + bodyLength); // 消息体、更新 缓冲区// 消 息 处 理 、 继 续读 取 消 息.....
}

readBuff[0] 代表缓冲区的第1 个字节，readBuff[1] 代表缓冲区的第 2 个字节， ( readBuff[1] < < 8 ) 代表将缓冲区第 2 个字节的数据乘以 2 5 6 ，中间的“|” 代表逻辑与，在这里等同于相加。

完整的ByteArray
ByteArray作为一种通用的byte型缓冲区结构，它应该支持自动扩展，支持常用的读写操作。同时，为了做到极致的效率， ByteArray 的大部分成员变量都设为
public ，以提供灵活性

readldx 代表可读位置，即缓冲区有效数据的起始位置，writeldx 代表可写位置，即缓冲区有效数据的末尾。成员两数remain 代表缓冲区还可以容纳的字节数

using System;public class ByteArray  {//默认大小const int DEFAULT_SIZE = 1024;//初始大小int initSize = 0;//缓冲区public byte[] bytes;//读写位置public int readIdx = 0;public int writeIdx = 0;//容量private int capacity = 0;//剩余空间public int remain { get { return capacity-writeIdx; }}//数据长度public int length { get { return writeIdx-readIdx; }}//构造函数public ByteArray(int size = DEFAULT_SIZE){bytes = new byte[size];capacity = size;initSize = size;readIdx = 0;writeIdx = 0;}//构造函数public ByteArray(byte[] defaultBytes){bytes = defaultBytes;capacity = defaultBytes.Length;initSize = defaultBytes.Length;readIdx = 0;writeIdx = defaultBytes.Length;}//重设尺寸public void ReSize(int size){if(size < length) return;if(size < initSize) return;int n = 1;while(n<size) n*=2;capacity = n;byte[] newBytes = new byte[capacity];Array.Copy(bytes, readIdx, newBytes, 0, writeIdx-readIdx);bytes = newBytes;writeIdx = length;readIdx = 0;}//写入数据public int Write(byte[] bs, int offset, int count){if(remain < count){ReSize(length + count);}Array.Copy(bs, offset, bytes, writeIdx, count);writeIdx+=count;return count;}//读取数据public int Read(byte[] bs, int offset, int count){count = Math.Min(count, length);Array.Copy(bytes, 0, bs, offset, count);readIdx+=count;CheckAndMoveBytes();return count;}//检查并移动数据public void CheckAndMoveBytes(){if(length < 8){MoveBytes();}}//移动数据public void MoveBytes(){Array.Copy(bytes, readIdx, bytes, 0, length);writeIdx = length;readIdx = 0;} //读取Int16public Int16 ReadInt16(){if(length < 2) return 0;Int16 ret = BitConverter.ToInt16(bytes, readIdx);readIdx += 2;CheckAndMoveBytes();return ret;}//读取Int32public Int32 ReadInt32(){if(length < 4) return 0;Int32 ret = BitConverter.ToInt32(bytes, readIdx);readIdx += 4;CheckAndMoveBytes();return ret;}//打印缓冲区public override string ToString(){return BitConverter.ToString(bytes, readIdx, length);}//打印调试信息public string Debug(){return string.Format("readIdx({0}) writeIdx({1}) bytes({2})",readIdx,writeIdx,BitConverter.ToString(bytes, 0, capacity));}
}

4.2. 重设尺寸
在某此情况下，比如需要写人的数据量大于缓冲区剩余长度 (r e m a i n ) 时，就需要扩大缓冲区。例如要在图 4 - 4 2 所示缓冲区后面添加数据〝0 5 h e l l o ” ，使绥冲区数据变成〝02hioshello”。此时缓冲区只剩余6 个字节，但“0shello” 是7个字节，放不下。此时的做法是，重新申请一个长度合适的byte 数组，然后把原byte 数组的数据复制过去，再重新设置readldx、writeldx 等数值。
在这里插入图片描述
为了避免频繁重设尺寸，规定每次翻倍增加bytes数组长度，即长度是1、2、4、8、 1 6 、 32 、 64 、 128 、 256 、 512 、 1024 、 2048 等值。如果参数 size 是1500 ，缓冲区长度会被设置成 2048 ，如果参数 size 是130 (假设size值合理)，缓冲区长度会被设置成256。通过“ int n= 1; while(n<size) n*= 2〞这两行代码，即可得出长度值。在图4-42 所示的缓冲区上执行Resize(6)后，缓冲区将变成图 4- 43 所示的样式。
在这里插入图片描述
4.3 移动数据
在某些情形下，例如有效数据长度很小 ( 这里设置为 8 )，或者数据全部被读取时 ( readldx==writeldx)，可以将数据前移，增加remain，避免bytes数组过长。由于数据很少，程序执行的效率不会有影响。在图 4 - 4 0 所示的缓冲区上执行 CheckAndMoveBytes 后，缓冲区将变成图4- 44 所示的样式。
在这里插入图片描述

把上面的ByteArray 应用到异步

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Net.Sockets;
using UnityEngine.UI;
using System;
using System.Linq;public class Echo : MonoBehaviour {//定义套接字Socket socket;//UGUIpublic InputField InputFeld;public Text text;//接收缓冲区ByteArray readBuff = new ByteArray();//发送缓冲区Queue<ByteArray> writeQueue = new Queue<ByteArray>();bool isSending = false;//显示文字string recvStr = "";//点击连接按钮public void Connection(){//Socketsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//为了精简代码：使用同步Connect//             不考虑抛出异常socket.Connect("127.0.0.1", 8888);socket.BeginReceive( readBuff.bytes, readBuff.writeIdx, readBuff.remain, 0, ReceiveCallback, socket);}//Receive回调public void ReceiveCallback(IAsyncResult ar){try {Socket socket = (Socket) ar.AsyncState;//获取接收数据长度int count = socket.EndReceive(ar);readBuff.writeIdx+=count;//处理二进制消息OnReceiveData();//继续接收数据if(readBuff.remain < 8){readBuff.MoveBytes();readBuff.ReSize(readBuff.length*2);}socket.BeginReceive( readBuff.bytes, readBuff.writeIdx, readBuff.remain, 0, ReceiveCallback, socket);}catch (SocketException ex){Debug.Log("Socket Receive fail" + ex.ToString());}}//public void OnReceiveData(){Debug.Log("[Recv 1] length  =" + readBuff.length);Debug.Log("[Recv 2] readbuff=" + readBuff.ToString());if(readBuff.length <= 2) return;//消息长度int readIdx = readBuff.readIdx;byte[] bytes =readBuff.bytes; Int16 bodyLength = (Int16)((bytes[readIdx+1] << 8 )| bytes[readIdx]);if(readBuff.length < bodyLength)return;readBuff.readIdx+=2; Debug.Log("[Recv 3] bodyLength=" +bodyLength);//消息体byte[] stringByte = new byte[bodyLength];readBuff.Read(stringByte, 0, bodyLength);string s = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(stringByte);Debug.Log("[Recv 4] s=" +s);
;Debug.Log("[Recv 5] readbuff=" + readBuff.ToString());//消息处理recvStr = s + "\n" + recvStr;//继续读取消息if(readBuff.length > 2){OnReceiveData();}}//点击发送按钮public void Send(){string sendStr = InputFeld.text;//组装协议byte[] bodyBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(sendStr);Int16 len = (Int16)bodyBytes.Length;byte[] lenBytes = BitConverter.GetBytes(len);//大小端编码if(!BitConverter.IsLittleEndian){Debug.Log("[Send] Reverse lenBytes");lenBytes.Reverse();}//拼接字节byte[] sendBytes = lenBytes.Concat(bodyBytes).ToArray();ByteArray ba = new ByteArray(sendBytes);lock(writeQueue){writeQueue.Enqueue(ba);}//sendsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);if(!isSending){socket.BeginSend(sendBytes, 0, sendBytes.Length, 0, SendCallback, socket);isSending = true;}Debug.Log("[Send] " + BitConverter.ToString(sendBytes));}//Send回调public void SendCallback(IAsyncResult ar){//获取stateSocket socket = (Socket) ar.AsyncState;//EndSend的处理int count = 0;count = socket.EndSend(ar);Debug.Log("Socket Send succ " + count);ByteArray ba = writeQueue.First();ba.readIdx+=count;if(ba.length == 0){lock(writeQueue){writeQueue.Dequeue();ba = writeQueue.First();}}if(ba != null){socket.BeginSend(ba.bytes, ba.readIdx, ba.length, 0, SendCallback, socket);}else{isSending = false;}}public void Update(){text.text = recvStr;}
}