unity网络编程学习（4）与java服务器的Socket通信

前言

在上一篇博客中，我们通过unity中的www类来和web服务器进行数据的交互，所使用的方式就是http通信，那么http通信的原理是什么呢，socket通信原理又是什么呢，这里推荐两篇写的比较不错的博文：这里，还有这里。

http通信原理

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求，请求头包含了请求的方法、URI、协议版本，以及包含请求修饰符、 客户信息和内容的类似于MIME的消息结构。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括消息协议的版本、成功或者错误编码，还包含服务器信息、实体元信息以及可能的实体内容。它是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简洁、快速，它适用于分布式超媒体信息系统。
http通信中使用最多的就是Get和Post，Get请求可以获取静态页面，也可以把参数放在URL字符串后面，传递给服务器。Post与Get的不同之处在于Post的参数不是放在URL字符串里面，而是放在http请求数据中。所以更为安全，由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常 的做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道 客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

socket通信原理

  套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。有两种主要的操作方式：面向连接（TCP协议）和无连接（UDP协议）的。面向连接的操作比无连接操作的效率更低，但是数据的安全性更高。可以说，网络通信的核心就是socket通信，
在socket通信中，需要了解的TCP协议的三次握手连接和四次握手断开连接，都可以通过各种搜索以及上面推荐的博客做详细的了解，socekt通信中常用的函数有socket()函数bind()函数listen()、connect()函数、accept()函数、read()、write()函数、close()函数

socket通信和http通信的区别

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。
而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。
很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端

unity中的socket通信

这里，客户端是用c#编写，服务器端使用java编写，所以就是unity和java服务器端的scoket通信，连接成功后，客户端和服务器端之间传递字符串（真正的项目中应该是数据包，对象，列表啥的，恩，我自己认为的）先看看客户端代码吧，这里将开启socket通信写成一个单例模式。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Threading;using UnityEngine;/* *  *Socket客户端通信类 *  */public class SocketHelper{    private static SocketHelper socketHelper = new SocketHelper();    private Socket socket;    //单例模式    public static SocketHelper GetInstance()    {        return socketHelper;    }    private SocketHelper()    {        //采用TCP方式连接        socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);        //服务器IP地址        IPAddress address = IPAddress.Parse("127.0.0.1");        //服务器端口        IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(address, 8000);        //异步连接,连接成功调用connectCallback方法        IAsyncResult result = socket.BeginConnect(endpoint, new AsyncCallback(ConnectCallback), socket);        //这里做一个超时的监测，当连接超过5秒还没成功表示超时        bool success = result.AsyncWaitHandle.WaitOne(5000, true);        if (!success)        {            //超时            Closed();            Debug.Log("connect Time Out");        }        else        {            //与socket建立连接成功，开启线程接受服务端数据。            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(ReceiveSorket));            thread.IsBackground = true;            thread.Start();        }    }    private void ConnectCallback(IAsyncResult asyncConnect)    {        Debug.Log("connect success");    }    private void ReceiveSorket()    {        //在这个线程中接受服务器返回的数据        while (true)        {            if (!socket.Connected)            {                //与服务器断开连接跳出循环                Debug.Log("Failed to clientSocket server.");                socket.Close();                break;            }            try            {                //接受数据保存至bytes当中                byte[] bytes = new byte[4096];                //Receive方法中会一直等待服务端回发消息                //如果没有回发会一直在这里等着。                int i = socket.Receive(bytes);                if (i <= 0)                {                    socket.Close();                    break;                }                Debug.Log(System.Text.Encoding.Default.GetString(bytes));            }            catch (Exception e)            {                Debug.Log("Failed to clientSocket error." + e);                socket.Close();                break;            }        }    }    //关闭Socket    public void Closed()    {        if (socket != null && socket.Connected)        {            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);            socket.Close();        }        socket = null;    }    //向服务端发送一条字符串    //一般不会发送字符串 应该是发送数据包    public void SendMessage(string str)    {        byte[] msg = Encoding.UTF8.GetBytes(str);        if (!socket.Connected)        {            socket.Close();            return;        }        try        {            IAsyncResult asyncSend = socket.BeginSend(msg, 0, msg.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(SendCallback), socket);            bool success = asyncSend.AsyncWaitHandle.WaitOne(5000, true);            if (!success)            {                socket.Close();                Debug.Log("Failed to SendMessage server.");            }        }        catch        {            Debug.Log("send message error");        }    }    private void SendCallback(IAsyncResult asyncConnect)    {        Debug.Log("send success");    }}

在unity中创建一脚本，继承MonoBehaviour，挂在MainCamera上

using UnityEngine;public class SocketTest : MonoBehaviour {void Start () {        //创建socket连接        SocketHelper s = SocketHelper.GetInstance();        //发送信息向服务器端        s.SendMessage("i am client");}}

--------------服务器端--------------

package u3d_server;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;/** * unity3d 服务端 * @author lm * */public class U3dServer implements Runnable {public void run() {ServerSocket u3dServerSocket = null;while(true){try {u3dServerSocket=new ServerSocket(8000);System.out.println("u3d服务已经启动,监听8000端口");while (true) {Socket socket = u3dServerSocket.accept();System.out.println("客户端接入");new RequestReceiver(socket).start();}} catch (IOException e) {System.err.println("服务器接入失败");if (u3dServerSocket != null) {try {u3dServerSocket.close();} catch (IOException ioe) {}u3dServerSocket = null;}}// 服务延时重启try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {}}}/** * 客户端请求接收线程 * @author lm * */class RequestReceiver extends Thread {/** 报文长度字节数 */private int messageLengthBytes = 1024;private Socket socket;/** socket输入处理流 */private BufferedInputStream bis = null;public RequestReceiver(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {try {//获取socket中的数据bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());byte[] buf = new byte[messageLengthBytes];/** * 在Socket报文传输过程中,应该明确报文的域 */while (true) {/* * 这种业务处理方式是根据不同的报文域,开启线程,采用不同的业务逻辑进行处理 * 依据业务需求而定  *///读取字节数组中的内容bis.read(buf);//输出System.out.println(new String(buf,"utf-8"));OutputStream out = socket.getOutputStream();//向客户端传输数据的字节数组out.write(new String("i am server").getBytes());}} catch (IOException e) {System.err.println("读取报文出错");} finally {if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {}socket = null;}}}}}

package u3d_server;public class U3dApplication {private static U3dApplication instance = null;        private boolean stop;        private U3dApplication() {      }        public static synchronized U3dApplication getApplication() {          if (instance == null) {              instance = new U3dApplication();          }          return instance;      }            public void start() {          init();          new Thread(new U3dServer(), "U3d Server").start();            while (!stop) {              try {                  Thread.sleep(1000);              } catch (InterruptedException e) {              }          }      }            /**      * @param args      */      public static void main(String[] args) {          Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {              @Override              public void run() {                  getApplication().stopMe();              }          });          getApplication().start();      }            public void stopMe() {          System.out.println("系统即将关闭...");      }                  /**      * 初始化系统      */      private void init() {                }    }  

完成了，开启服务器和客户端，让我们看看效果如何
看来成功了

下面要尝试在socket通信中传递对象，最基本的就是字节数组，通过将对象序列化和反序列化，即可以达到对象的传递，关于c#中字节数组和对象之间的相互转换，可以学习 这篇博客，它介绍了c#中序列化对象的三种方式。

开始我认为，在java和c#之间进行socket通信，就是将c#这边对象序列化为字节数组，之后传递到java服务器，再将字节数组反序列化就行了，最后得到的结果就是：java得到的字节数组反序列化出错。

原因就是：由于是跨语言的交互，我们即不能用Java特有的序列化方式，也不能用C#特有的序列化方式，必须找一个通用的序列化格式才能交互。所以我又开始尝试通过json来进行数据传递

对于c#的json序列化，我使用了System.Runtime.Serialization.Json命名空间中的DataContractJsonSerializer 这个类，不过想使用这个类还真是复杂，在引用System.Runtime.Serialization.Json之前，你要先添加,System.ServiceModel , System.ServiceModel.Web这两个引用，然而我在写using时，却找不到这个引用，为什么呢，是因为.net的版本不同导致的，对于.net开发，我也是新手，上网搜索后，得出解决办法，项目 右键 引用 选中 .Net 找到 System.ServiceModel 引用,3.5里有 System.ServiceModel.Web，啊终于ok了，妈的好累~~~~~

        DataContractJsonSerializer dJson = new DataContractJsonSerializer(typeof(Person));        MemoryStream stream = new MemoryStream();        dJson.WriteObject(stream, p);        byte[] dataBytes = new byte[stream.Length];        stream.Position = 0;        stream.Read(dataBytes, 0, (int)stream.Length);        string dataString = Encoding.UTF8.GetString(dataBytes);

以为解决了问题 ，但是。。。。

unit报错说，引用不存在？？什么情况？？ 顿时累觉不爱。。。。赶紧百度之，缺少引用dll？是因为： 虽然可以用VisualStudio编写Unity代码，但实际上Unity生成游戏时还要自己再编译一遍。因此，在VS中的引用设置不能被Unity所使用。我曾经尝试过把要引用的程序集放在GAC中也不行。正确的做法是把dll放在Asset下，Unity能很好地识别它。
但是我引用的是vs自身的dll啊？，为什么不行呢。。算啦，另谋出路，通过引入外来的dll总可以了吧， C#端可以用开源项目JSON.NET，下载后根据自己的.NET版本，选择相应的Newtonsoft.Json.dll。
这里我又发现了一个问题，在网上download后，将.net版本为3.5的文件夹放入unity assets文件下，发现：

版本错误，这里我unity的版本是4.6，难道他不支持.net3.5吗，我去~~~~什么情况？

尝试将版本为2.0的文件拖入unity后 。。。。没报错！ 这里的原因，不懂啊，不管什么样终于可以进行下一步了，引用后添加：using Newtonsoft.Json;using Newtonsoft.Json.Converters;即可使用。赶紧新建一个类，测试一下效果

        //新建一个学生信息类        StudentsInfo p = new StudentsInfo();        //赋值        p.StuId = 1001;        p.StuAge = "20";        p.StuName = "小王";        p.StuClass = "1004班";        //调用函数将对象转换为json字符串        string str = JsonConvert.SerializeObject(p);        Debug.Log(str);        //在将字符串转换成对象，并输出对象属性信息        StudentsInfo p1 = new StudentsInfo();        p1 = JsonConvert.DeserializeObject<StudentsInfo>(str);        Debug.Log(p1.StuId+"  "+p1.StuName+"  "+p1.StuAge+"  "+p1.StuClass);

成功了

---------java服务器端---------

Java端可以用开源项目google-gson，下载后是一个jar格式的包，直接在项目中导入这个包，并添加引用：import com.google.gson.Gson;即可使用。

//测试代码Gson gson = new Gson();Person p = new Person(1001,"小明");String str = gson.toJson(p);System.out.println(str);Person p1 = gson.fromJson(str, Person.class);System.out.println(p1.getId()+"  "+p1.getName());

要注意的是string和字节数组转化时的编码格式要统一，为utf-8。去除字节数组中的空格可以使用string类中的trim()，下面就是让他们在socket中走一走，看看能否成功传递对象信息呢

学生对象的信息，通过json的方式，在c#客户端和java服务器端传递~~~~~

总结

socket通信是网络通信的基础，其中涉及到服务器的创建，监听客户端的连接，和客户端之间的信息传递，需要对IO流的一些知识进行认真的学习，也可以尝试http通信中通过json传递信息。