Socket的定义
socket英文的含义为插座、孔，在我们的网络应用中通常称为套接字，大致理解为在tcp/ip网络抽象层中使用套接字ip+端口的网络通信协议,可认为是介于传输层与应用层中抽象出的socket层，我们可以使用它的接口来解决复杂的网络请求。
Tcp/IP
定义：
ransmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
组成：
由四部分組成，从低至高分別为链路层、网络层、传输层和应用层
链路层：数据链路层是负责接收IP数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据包，交给IP层。主要表现为物理驱动，使用物理的方式进行数据交互。
网络层：负责相邻计算机之间的通信。确定网络地址IP，对网络链接状况获取相关数据。
传输层：提供应用程序间的通信。使用 tcp 或 udp 形式对主机进行网络请求，客户端与服务端使用流各自操作本地数据文本，以代理的形式实现通信。
应用层：向用户提供一组常用的应用程序，主机上对网络获取的数据进行交互和效果展示。
Socket通信过程
名词解析：
IP：网络IP地址，网络进程唯一标识符。
端口：应用进程中用来数据交互的接口，每个应用都有唯一的端口标识符。
IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年Jon Postel 在RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路（PPP协议和SLIP协议) ，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。
IPv4中规定IP地址长度为32，即有232-1（符号表示升幂，下同）个地址
- IPv6：
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。
IPv6中IP地址的长度为128，即有2^128-1个地址。
IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网络的安全性。
代码实现
- 初始化: 根据地址和端口创建socket资源
string[]handled=tcp.Split(newChar[]{':'});
stringhost=handled[0];
inthostPort=handled.Length>1?int.Parse(handled[1]):80;
//地址封装
IPEndPointport=newIPEndPoint(Dns.GetHostAddresses(handled[0])[0],hostPort);
//创建socket资源，新实例初始化 Socket 类使用指定的地址族、 套接字类型和协议。
socket=newSocket(
AddressFamily.InterNetwork,
System.Net.Sockets.SocketType.Stream,
ProtocolType.Tcp
);
- 请求连接： 异步向服务器发送连接请求,连接成功向服务器发送心跳包(心跳：服务器与客户端进行通信，客户端实现双向保活),socket进行异步挂载，准备接收数据
...
//连接服务器
IAsyncResultresult=socket.BeginConnect(
port, ConnectCallBack, socket
);
//5s内判断是否连接成功
boolisSucced=result.AsyncWaitHandle.WaitOne(5000,true);
...
void ConnectCallBack(IAsyncResultresult){
Socketsocket=(Socket)result.AsyncState;
//异步挂载，等待数据接收
socket.BeginReceive(receiveData,0,receiveData.Length,SocketFlags.None,newAsyncCallback(RecivieCallBack),socket);
}
- 接收数据：客服端开启异步处理，开启挂载对服务器的数据进行监听，接收到数据进行拆包处理，发送给各个应用模块。之后再将socket进行异步挂载，准备接收数据
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;
//接收长度
intlength=socket.EndReceive(result);
if(length<=0){
Console.Log(LogType.SOCKET,"server does not return data, but not disconnect");
return;
}
//保持数据同步，对二进制字节拆包处理
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：将从服务器接收的二进制数据进行拆包处理,根据包头获取数据长度，对二进制数据进行转化(* 处理粘包->使用循环，轮询处理 断包->将断包处保存再memoryStream中，再次接收数据的时候将包重新拼接)
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){
//包头位置
intindex=0;
//断包判断
byte[]bytes=newbyte[bufferLen];
Array.Copy(data,bytes,bufferLen);
//处于断包状态
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();
}
//循环拆包（粘包处理）
while(index
//断包头
if((index+4)>=bytes.Length){
SaveBreak(bytes,index);
return;
}
//拆包头
byte[]head=newbyte[4];
Array.Copy(bytes,index,head,0,4);
index+=4;
Array.Reverse(head);
intcount=BitConverter.ToInt32(head,0);
//异常处理
if(count>8192){
EndBreak();
HandleError("包头过长");
return;
}
//断内容处理
if((index+count)>bytes.Length){
index-=4;
SaveBreak(bytes,index);
return;
}
//正常包处理
byte[]callbackData=newbyte[count];
Array.Copy(bytes,index,callbackData,0,count);
stringiContent=Encoding.UTF8.GetString(callbackData);
if(count==0){
EndBreak();
HandleError("接收数据为空");
}
respsonList.Add(iContent);
index+=callbackData.Length;
}
}
- 发送请求：客户端将发送的数据转化成二进制字节，进行装包处理发送给服务器
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);//服务器与客户端的包头的解析顺序是相反的
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");
}
}
//请求成功
private void sendCallback(IAsyncResultasyncSend)
{
...
}
- 关闭：断开连接,关闭socket资源
public void Closed(){
try{
if(socket!=null&&socket.Connected){
//先停止接收和发送的服务
socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
//关闭socket资源
socket.Close();
if(disposable!=null){
disposable.Dispose();
}
socket=null;
}
}
//必须加上，客户端使用轮询处理断线重连时候有可能多次调用，异步导致报错使程序直接卡死
catch{
}
}
常见问题
数据同步： unity引擎中MonBehaviour只能处理主线程的数据，而我们socket请求数据是异步请求的
拆包：当出现粘包、断包
重连：应用保活与断线重连
异常处理：socket异步访问异常导致程序卡死
优化改进
buffer:创建缓冲类，将每次的数据进行管理
创建包体实体类，对游戏数据进行封装
参考链接
- 百度TCP/IP协议:
- 百度Socket：
- Socket_API：
- Socket拆包处理：
第一次写技术文章，可能有些地方表达并不具体，请小伙伴们谅解。本人unity菜鸟一枚，如果由不懂的地方可以留言，我们可以一起分享心得。如果效果不错我会在闲暇之余继续修仙写文章，如果觉得还不错就顺手点个赞吧~
