C#使用Protocol Buffer(ProtoBuf)进行Unity中的Socket通信
来源:互联网 发布:数据库性能测试 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 10:32
From: http://www.jb51.net/article/82795.htm
这篇文章主要介绍了C#使用Protocol Buffer(ProtoBuf)进行Unity的Socket通信的实例,Protocol Buffer是Google开发的数据格式,也是除了XML和JSON之外人气第三高的^^需要的朋友可以参考下
首先来说一下本文中例子所要实现的功能:
- 基于ProtoBuf序列化对象
- 使用Socket实现时时通信
- 数据包的编码和解码
下面来看具体的步骤:
一、Unity中使用ProtoBuf
导入DLL到Unity中,
创建网络传输的模型类:
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using
System;
using
ProtoBuf;
//添加特性,表示可以被ProtoBuf工具序列化
[ProtoContract]
public
class
NetModel {
//添加特性,表示该字段可以被序列化,1可以理解为下标
[ProtoMember(1)]
public
int
ID;
[ProtoMember(2)]
public
string Commit;
[ProtoMember(3)]
public
string Message;
}
using
System;
using
ProtoBuf;
//添加特性,表示可以被ProtoBuf工具序列化
[ProtoContract]
public
class
NetModel {
//添加特性,表示该字段可以被序列化,1可以理解为下标
[ProtoMember(1)]
public
int
ID;
[ProtoMember(2)]
public
string Commit;
[ProtoMember(3)]
public
string Message;
}
在Unity中添加测试脚本,介绍ProtoBuf工具的使用。
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using
System;
using
System.IO;
public
class
Test : MonoBehaviour {
void
Start () {
//创建对象
NetModel item =
new
NetModel(){ID = 1, Commit =
"LanOu"
, Message =
"Unity"
};
//序列化对象
byte[] temp = Serialize(item);
//ProtoBuf的优势一:小
Debug.Log(temp.Length);
//反序列化为对象
NetModel result = DeSerialize(temp);
Debug.Log(result.Message);
}
// 将消息序列化为二进制的方法
// < param name="model">要序列化的对象< /param>
private
byte[] Serialize(NetModel model)
{
try
{
//涉及格式转换,需要用到流,将二进制序列化到流中
using
(MemoryStream ms =
new
MemoryStream()) {
//使用ProtoBuf工具的序列化方法
ProtoBuf.Serializer.Serialize<NetModel> (ms, model);
//定义二级制数组,保存序列化后的结果
byte[] result =
new
byte[ms.Length];
//将流的位置设为0,起始点
ms.Position = 0;
//将流中的内容读取到二进制数组中
ms.Read (result, 0, result.Length);
return
result;
}
}
catch
(Exception ex) {
Debug.Log (
"序列化失败: "
+ ex.ToString());
return
null;
}
}
// 将收到的消息反序列化成对象
// < returns>The serialize.< /returns>
// < param name="msg">收到的消息.</param>
private
NetModel DeSerialize(byte[] msg)
{
try
{
using
(MemoryStream ms =
new
MemoryStream()) {
//将消息写入流中
ms.Write (msg, 0, msg.Length);
//将流的位置归0
ms.Position = 0;
//使用工具反序列化对象
NetModel result = ProtoBuf.Serializer.Deserialize<NetModel> (ms);
return
result;
}
}
catch
(Exception ex) {
Debug.Log(
"反序列化失败: "
+ ex.ToString());
return
null;
}
}
}
using
System;
using
System.IO;
public
class
Test : MonoBehaviour {
void
Start () {
//创建对象
NetModel item =
new
NetModel(){ID = 1, Commit =
"LanOu"
, Message =
"Unity"
};
//序列化对象
byte[] temp = Serialize(item);
//ProtoBuf的优势一:小
Debug.Log(temp.Length);
//反序列化为对象
NetModel result = DeSerialize(temp);
Debug.Log(result.Message);
}
// 将消息序列化为二进制的方法
// < param name="model">要序列化的对象< /param>
private
byte[] Serialize(NetModel model)
{
try
{
//涉及格式转换,需要用到流,将二进制序列化到流中
using
(MemoryStream ms =
new
MemoryStream()) {
//使用ProtoBuf工具的序列化方法
ProtoBuf.Serializer.Serialize<NetModel> (ms, model);
//定义二级制数组,保存序列化后的结果
byte[] result =
new
byte[ms.Length];
//将流的位置设为0,起始点
ms.Position = 0;
//将流中的内容读取到二进制数组中
ms.Read (result, 0, result.Length);
return
result;
}
}
catch
(Exception ex) {
Debug.Log (
"序列化失败: "
+ ex.ToString());
return
null;
}
}
// 将收到的消息反序列化成对象
// < returns>The serialize.< /returns>
// < param name="msg">收到的消息.</param>
private
NetModel DeSerialize(byte[] msg)
{
try
{
using
(MemoryStream ms =
new
MemoryStream()) {
//将消息写入流中
ms.Write (msg, 0, msg.Length);
//将流的位置归0
ms.Position = 0;
//使用工具反序列化对象
NetModel result = ProtoBuf.Serializer.Deserialize<NetModel> (ms);
return
result;
}
}
catch
(Exception ex) {
Debug.Log(
"反序列化失败: "
+ ex.ToString());
return
null;
}
}
}
二、Unity中使用Socket实现时时通信
通信应该实现的功能:
- 服务器可以时时监听多个客户端
- 服务器可以时时监听某一个客户端消息
- 服务器可以时时给某一个客户端发消息
- 首先我们需要定义一个客户端对象
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using
System;
using
System.Net.Sockets;
// 表示一个客户端
public
class
NetUserToken {
//连接客户端的Socket
public
Socket socket;
//用于存放接收数据
public
byte[] buffer;
public
NetUserToken()
{
buffer =
new
byte[1024];
}
// 接受消息
// < param name="data">Data.< /param>
public
void
Receive(byte[] data)
{
UnityEngine.Debug.Log(
"接收到消息!"
);
}
// 发送消息
//< param name="data">Data.< /param>
public
void
Send(byte[] data)
{
}
}
using
System;
using
System.Net.Sockets;
// 表示一个客户端
public
class
NetUserToken {
//连接客户端的Socket
public
Socket socket;
//用于存放接收数据
public
byte[] buffer;
public
NetUserToken()
{
buffer =
new
byte[1024];
}
// 接受消息
// < param name="data">Data.< /param>
public
void
Receive(byte[] data)
{
UnityEngine.Debug.Log(
"接收到消息!"
);
}
// 发送消息
//< param name="data">Data.< /param>
public
void
Send(byte[] data)
{
}
}
然后实现我们的服务器代码
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using
System.Collections;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Net;
using
System;
using
System.Net.Sockets;
public
class
NetServer{
//单例脚本
public
static
readonly NetServer Instance =
new
NetServer();
//定义tcp服务器
private
Socket server;
private
int
maxClient = 10;
//定义端口
private
int
port = 35353;
//用户池
private
Stack<NetUserToken> pools;
private
NetServer()
{
//初始化socket
server =
new
Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
server.Bind(
new
IPEndPoint(IPAddress.Any, port));
}
//开启服务器
public
void
Start()
{
server.Listen(maxClient);
UnityEngine.Debug.Log(
"Server OK!"
);
//实例化客户端的用户池
pools =
new
Stack<NetUserToken>(maxClient);
for
(
int
i = 0; i < maxClient; i++)
{
NetUserToken usertoken =
new
NetUserToken();
pools.Push(usertoken);
}
//可以异步接受客户端, BeginAccept函数的第一个参数是回调函数,当有客户端连接的时候自动调用
server.BeginAccept (AsyncAccept, null);
}
//回调函数, 有客户端连接的时候会自动调用此方法
private
void
AsyncAccept(IAsyncResult result)
{
try
{
//结束监听,同时获取到客户端
Socket client = server.EndAccept(result);
UnityEngine.Debug.Log(
"有客户端连接"
);
//来了一个客户端
NetUserToken userToken = pools.Pop();
userToken.socket = client;
//客户端连接之后,可以接受客户端消息
BeginReceive(userToken);
//尾递归,再次监听是否还有其他客户端连入
server.BeginAccept(AsyncAccept, null);
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
//异步监听消息
private
void
BeginReceive(NetUserToken userToken)
{
try
{
//异步方法
userToken.socket.BeginReceive(userToken.buffer, 0, userToken.buffer.Length, SocketFlags.None,
EndReceive, userToken);
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
//监听到消息之后调用的函数
private
void
EndReceive(IAsyncResult result)
{
try
{
//取出客户端
NetUserToken userToken = result.AsyncState as NetUserToken;
//获取消息的长度
int
len = userToken.socket.EndReceive(result);
if
(len > 0)
{
byte[] data =
new
byte[len];
Buffer.BlockCopy(userToken.buffer, 0, data, 0, len);
//用户接受消息
userToken.Receive(data);
//尾递归,再次监听客户端消息
BeginReceive(userToken);
}
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
}
using
System.Collections;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Net;
using
System;
using
System.Net.Sockets;
public
class
NetServer{
//单例脚本
public
static
readonly NetServer Instance =
new
NetServer();
//定义tcp服务器
private
Socket server;
private
int
maxClient = 10;
//定义端口
private
int
port = 35353;
//用户池
private
Stack<NetUserToken> pools;
private
NetServer()
{
//初始化socket
server =
new
Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
server.Bind(
new
IPEndPoint(IPAddress.Any, port));
}
//开启服务器
public
void
Start()
{
server.Listen(maxClient);
UnityEngine.Debug.Log(
"Server OK!"
);
//实例化客户端的用户池
pools =
new
Stack<NetUserToken>(maxClient);
for
(
int
i = 0; i < maxClient; i++)
{
NetUserToken usertoken =
new
NetUserToken();
pools.Push(usertoken);
}
//可以异步接受客户端, BeginAccept函数的第一个参数是回调函数,当有客户端连接的时候自动调用
server.BeginAccept (AsyncAccept, null);
}
//回调函数, 有客户端连接的时候会自动调用此方法
private
void
AsyncAccept(IAsyncResult result)
{
try
{
//结束监听,同时获取到客户端
Socket client = server.EndAccept(result);
UnityEngine.Debug.Log(
"有客户端连接"
);
//来了一个客户端
NetUserToken userToken = pools.Pop();
userToken.socket = client;
//客户端连接之后,可以接受客户端消息
BeginReceive(userToken);
//尾递归,再次监听是否还有其他客户端连入
server.BeginAccept(AsyncAccept, null);
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
//异步监听消息
private
void
BeginReceive(NetUserToken userToken)
{
try
{
//异步方法
userToken.socket.BeginReceive(userToken.buffer, 0, userToken.buffer.Length, SocketFlags.None,
EndReceive, userToken);
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
//监听到消息之后调用的函数
private
void
EndReceive(IAsyncResult result)
{
try
{
//取出客户端
NetUserToken userToken = result.AsyncState as NetUserToken;
//获取消息的长度
int
len = userToken.socket.EndReceive(result);
if
(len > 0)
{
byte[] data =
new
byte[len];
Buffer.BlockCopy(userToken.buffer, 0, data, 0, len);
//用户接受消息
userToken.Receive(data);
//尾递归,再次监听客户端消息
BeginReceive(userToken);
}
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
}
在Unity中开启服务器,并使用C#控制台模拟客户端连接、发送消息操作。测试OK了,Unity中可以时时监听到消息。
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using
UnityEngine;
using
System.Collections;
public
class
CreateServer : MonoBehaviour {
void
StartServer () {
NetServer.Instance.Start();
}
}
//C#控制台工程
using
System;
using
System.Net;
using
System.Net.Sockets;
using
System.IO;
using
System.Text;
namespace
Temp
{
class
MainClass
{
public
static
void
Main (string[] args)
{
TcpClient tc =
new
TcpClient();
IPEndPoint ip =
new
IPEndPoint(IPAddress.Parse(
"127.0.0.1"
), 35353);
tc.Connect(ip);
if
(tc.Connected)
{
while
(
true
)
{
string msg = Console.ReadLine();
byte[] result = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
tc.GetStream().Write(result, 0, result.Length);
}
}
Console.ReadLine();
}
}
}
using
UnityEngine;
using
System.Collections;
public
class
CreateServer : MonoBehaviour {
void
StartServer () {
NetServer.Instance.Start();
}
}
//C#控制台工程
using
System;
using
System.Net;
using
System.Net.Sockets;
using
System.IO;
using
System.Text;
namespace
Temp
{
class
MainClass
{
public
static
void
Main (string[] args)
{
TcpClient tc =
new
TcpClient();
IPEndPoint ip =
new
IPEndPoint(IPAddress.Parse(
"127.0.0.1"
), 35353);
tc.Connect(ip);
if
(tc.Connected)
{
while
(
true
)
{
string msg = Console.ReadLine();
byte[] result = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
tc.GetStream().Write(result, 0, result.Length);
}
}
Console.ReadLine();
}
}
}
三、数据包的编码和解码
首先,举个例子,这个月信用卡被媳妇刷爆了,面对房贷车贷的压力,我只能选择分期付款。。。
那么OK了,现在我想问一下,当服务器向客户端发送的数据过大时怎么办呢?
当服务器需要向客户端发送一条很长的数据,也会“分期付款!”,服务器会把一条很长的数据分成若干条小数据,多次发送给客户端。
可是,这样就又有另外一个问题,客户端接受到多条数据之后如何解析?
这里其实就是客户端的解码。server发数据一般采用“长度+内容”的格式,Client接收到数据之后,先提取出长度来,然后根据长度判断内容是否发送完毕。
再次重申,用户在发送序列化好的消息的前,需要先编码后再发送消息;用户在接受消息后,需要解码之后再解析数据(反序列化)。
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using
UnityEngine;
using
System.Collections.Generic;
using
System.IO;
// 编码和解码
public
class
NetEncode {
// 将数据编码 长度+内容
/// < param name="data">内容< /param>
public
static
byte[] Encode(byte[] data)
{
//整形占四个字节,所以声明一个+4的数组
byte[] result =
new
byte[data.Length + 4];
//使用流将编码写二进制
MemoryStream ms =
new
MemoryStream();
BinaryWriter br =
new
BinaryWriter(ms);
br.Write(data.Length);
br.Write(data);
//将流中的内容复制到数组中
System.Buffer.BlockCopy(ms.ToArray(), 0, result, 0, (
int
)ms.Length);
br.Close();
ms.Close();
return
result;
}
// 将数据解码
// < param name="cache">消息队列< /param>
public
static
byte[] Decode(ref List<byte> cache)
{
//首先要获取长度,整形4个字节,如果字节数不足4个字节
if
(cache.Count < 4)
{
return
null;
}
//读取数据
MemoryStream ms =
new
MemoryStream(cache.ToArray());
BinaryReader br =
new
BinaryReader(ms);
int
len = br.ReadInt32();
//根据长度,判断内容是否传递完毕
if
(len > ms.Length - ms.Position)
{
return
null;
}
//获取数据
byte[] result = br.ReadBytes(len);
//清空消息池
cache.Clear();
//讲剩余没处理的消息存入消息池
cache.AddRange(br.ReadBytes((
int
)ms.Length - (
int
)ms.Position));
return
result;
}
}
using
UnityEngine;
using
System.Collections.Generic;
using
System.IO;
// 编码和解码
public
class
NetEncode {
// 将数据编码 长度+内容
/// < param name="data">内容< /param>
public
static
byte[] Encode(byte[] data)
{
//整形占四个字节,所以声明一个+4的数组
byte[] result =
new
byte[data.Length + 4];
//使用流将编码写二进制
MemoryStream ms =
new
MemoryStream();
BinaryWriter br =
new
BinaryWriter(ms);
br.Write(data.Length);
br.Write(data);
//将流中的内容复制到数组中
System.Buffer.BlockCopy(ms.ToArray(), 0, result, 0, (
int
)ms.Length);
br.Close();
ms.Close();
return
result;
}
// 将数据解码
// < param name="cache">消息队列< /param>
public
static
byte[] Decode(ref List<byte> cache)
{
//首先要获取长度,整形4个字节,如果字节数不足4个字节
if
(cache.Count < 4)
{
return
null;
}
//读取数据
MemoryStream ms =
new
MemoryStream(cache.ToArray());
BinaryReader br =
new
BinaryReader(ms);
int
len = br.ReadInt32();
//根据长度,判断内容是否传递完毕
if
(len > ms.Length - ms.Position)
{
return
null;
}
//获取数据
byte[] result = br.ReadBytes(len);
//清空消息池
cache.Clear();
//讲剩余没处理的消息存入消息池
cache.AddRange(br.ReadBytes((
int
)ms.Length - (
int
)ms.Position));
return
result;
}
}
用户接受数据代码如下:
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using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Net.Sockets;
// 表示一个客户端
public
class
NetUserToken {
//连接客户端的Socket
public
Socket socket;
//用于存放接收数据
public
byte[] buffer;
//每次接受和发送数据的大小
private
const
int
size = 1024;
//接收数据池
private
List<byte> receiveCache;
private
bool
isReceiving;
//发送数据池
private
Queue<byte[]> sendCache;
private
bool
isSending;
//接收到消息之后的回调
public
Action<NetModel> receiveCallBack;
public
NetUserToken()
{
buffer =
new
byte[size];
receiveCache =
new
List<byte>();
sendCache =
new
Queue<byte[]>();
}
// 服务器接受客户端发送的消息
// < param name="data">Data.< /param>
public
void
Receive(byte[] data)
{
UnityEngine.Debug.Log(
"接收到数据"
);
//将接收到的数据放入数据池中
receiveCache.AddRange(data);
//如果没在读数据
if
(!isReceiving)
{
isReceiving =
true
;
ReadData();
}
}
// 读取数据
private
void
ReadData()
{
byte[] data = NetEncode.Decode(ref receiveCache);
//说明数据保存成功
if
(data != null)
{
NetModel item = NetSerilizer.DeSerialize(data);
UnityEngine.Debug.Log(item.Message);
if
(receiveCallBack != null)
{
receiveCallBack(item);
}
//尾递归,继续读取数据
ReadData();
}
else
{
isReceiving =
false
;
}
}
// 服务器发送消息给客户端
public
void
Send()
{
try
{
if
(sendCache.Count == 0) {
isSending =
false
;
return
;
}
byte[] data = sendCache.Dequeue ();
int
count = data.Length / size;
int
len = size;
for
(
int
i = 0; i < count + 1; i++) {
if
(i == count) {
len = data.Length - i * size;
}
socket.Send (data, i * size, len, SocketFlags.None);
}
UnityEngine.Debug.Log(
"发送成功!"
);
Send ();
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
public
void
WriteSendDate(byte[] data){
sendCache.Enqueue(data);
if
(!isSending)
{
isSending =
true
;
Send();
}
}
}
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.Net.Sockets;
// 表示一个客户端
public
class
NetUserToken {
//连接客户端的Socket
public
Socket socket;
//用于存放接收数据
public
byte[] buffer;
//每次接受和发送数据的大小
private
const
int
size = 1024;
//接收数据池
private
List<byte> receiveCache;
private
bool
isReceiving;
//发送数据池
private
Queue<byte[]> sendCache;
private
bool
isSending;
//接收到消息之后的回调
public
Action<NetModel> receiveCallBack;
public
NetUserToken()
{
buffer =
new
byte[size];
receiveCache =
new
List<byte>();
sendCache =
new
Queue<byte[]>();
}
// 服务器接受客户端发送的消息
// < param name="data">Data.< /param>
public
void
Receive(byte[] data)
{
UnityEngine.Debug.Log(
"接收到数据"
);
//将接收到的数据放入数据池中
receiveCache.AddRange(data);
//如果没在读数据
if
(!isReceiving)
{
isReceiving =
true
;
ReadData();
}
}
// 读取数据
private
void
ReadData()
{
byte[] data = NetEncode.Decode(ref receiveCache);
//说明数据保存成功
if
(data != null)
{
NetModel item = NetSerilizer.DeSerialize(data);
UnityEngine.Debug.Log(item.Message);
if
(receiveCallBack != null)
{
receiveCallBack(item);
}
//尾递归,继续读取数据
ReadData();
}
else
{
isReceiving =
false
;
}
}
// 服务器发送消息给客户端
public
void
Send()
{
try
{
if
(sendCache.Count == 0) {
isSending =
false
;
return
;
}
byte[] data = sendCache.Dequeue ();
int
count = data.Length / size;
int
len = size;
for
(
int
i = 0; i < count + 1; i++) {
if
(i == count) {
len = data.Length - i * size;
}
socket.Send (data, i * size, len, SocketFlags.None);
}
UnityEngine.Debug.Log(
"发送成功!"
);
Send ();
}
catch
(Exception ex) {
UnityEngine.Debug.Log(ex.ToString());
}
}
public
void
WriteSendDate(byte[] data){
sendCache.Enqueue(data);
if
(!isSending)
{
isSending =
true
;
Send();
}
}
}
ProtoBuf网络传输到这里就全部完成了。
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