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  • C#下利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题(新手篇)

    介于网络上充斥着大量的含糊其辞的Socket初级教程,扰乱着新手的学习方向,我来扼要的教一下新手应该怎么合理的处理Socket这个玩意儿。
    一般来说,教你C#下Socket编程的老师,很少会教你如何解决Socket粘包、半包问题。
    更甚至,某些师德有问题的老师,根本就没跟你说过Socket的粘包、半包问题是什么玩意儿。
    直到有一天,你的Socket程序在传输信息时出现了你预期之外的结果(多于的信息、不完整的信息、乱码、Bug等等)。
    任你喊了一万遍“我擦”,依旧是不知道问题出在哪儿!
    好了,不说废话了,进入正题,包教包会,学不会,送路费。
    如果你读到这篇文章了,想必你已经遇到了以上问题,情况再理想一点儿,其实你在原理上已经知道怎么解决这个问题了,只是不知道怎么动手。
    那么,首先,你需要新建一个【消息协议类】,这个类我们暂定由5大属性组成,分别是:
    【(①=1个byte)(②=1个byte])(③=1个int)(④=1个byte[])(⑤=1个byte[])】
    解释一下这个【消息协议类】:
    (①=1个byte):这个属性占1个字节,可以放一个0到254的整数,我称作1号标志;
    (②=1个byte):这个属性占1个字节,可以放一个0到254的整数,我称作2号标志。那么1号标志和2号标志就有多达255×255个组合,我们用它来自定义这个消息的标志,比如,0-0表示登录请求消息,1-1表示物理攻击,1-2表示魔法攻击,3-3表示坐标移动;
    (③=1个int):这个属性占4个字节,可以放一个0到2147483647的整数,它表示(④=1个byte[])的长度;
    (④=1个byte[]):这个属性存着你要发送的全部消息体字节,所以,你的消息体需要被转化为字节数组才可存放进去;
    (⑤=1个byte[]):这个属性存着【多余的消息体字节】。那么问题来了,什么是【多余的消息体字节】?休息一下继续往下看。
    再解释一下这个【消息协议类】具体怎么用。
    1,【消息发送方】先定义【消息协议类】①②属性,也就是随便写2个数;
    2,【消息发送方】再将消息“装入”【消息协议类】的④属性,那么③属性就有了;
    3,【消息发送方】将封装好的【消息协议类】转为byte[],发送给【消息接收方】,我们把这道工序称作【封包】;
    4,【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]时,先判断这个byte[]长度是否大于6,即是否大于①属性+②属性+③属性的长度和,如果byte[]长度小于6,【消息接收方】就循环继续接收;
    5,【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]长度大于等于6了!!则将byte[]还原为【消息协议类】,为了区别,我们暂时把它为【新消息协议类】;
    6,循环判断【消息发送方】发来的byte[]长度减去6之后的值是否大于等于【新消息协议类】的③的值。这个可以理解为byte[]是否为一个完整的【消息协议类】,如果是就把【新消息协议类】的④属性拆出来,就得到了一个刚刚好完整的消息,不多也不少。那么,我们就把这道工序称作【拆包】;
    7,相信你已经反应过来⑤这个【多余的消息体字节】是干嘛用的了。上一步当中,如果byte[]信息刚好是一个完整长度自然用不到⑤了,但是在网络传输中byte[]自然不会永远那么刚好了,所以当byte[]长度大于一个完整消息时,就把多于的byte放入⑤当中,和下次新接收的byte[]组合在一起,再次进行这样的循环,保证数据的完整性和独立性。
    8,好了,以上过程就是利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题,接下来你可以在发送方以非常频繁的发送频率来发送,接收方依然会规规矩矩完完整整的以正确的姿势来接收消息了。最下面是要点代码,相信聪明的你一定学会了,如果还没学会,可以加我QQ:119945778,包教包会,不然我还得送路费不是...
    下面是源码时间:

         /// <summary>
         /// 【消息协议】=【协议一级标志】+【协议二级标志】+【实际消息长度】+【实际消息内容】+【多于消息内容】
         /// </summary>
         public class MessageXieYi
         {
             #region 自定义
             #region 协议一级标志,值 = (0 至 254 )
             private byte xieYiFirstFlag;
             /// <summary>
             /// 协议类别,值 = ( 0 直 254 )
             /// </summary>
             public byte XieYiFirstFlag
             {
                 get { return xieYiFirstFlag; }
                 set { xieYiFirstFlag = value; }
             }
             #endregion
     
             #region 协议二级标志,值 = (0 至 254 )
             private byte xieYiSecondFlag;
             /// <summary>
             /// 协议二级标志,值 = (0 至 254 )
             /// </summary>
             public byte XieYiSecondFlag
             {
                 get { return xieYiSecondFlag; }
                 set { xieYiSecondFlag = value; }
             }
             #endregion
     
             #region 实际消息长度
             private int messageContentLength;
             /// <summary>
             /// 实际消息长度
             /// </summary>
             public int MessageContentLength
             {
                 get { return messageContentLength; }
                 set { messageContentLength = value; }
             }
             #endregion
     
             #region 实际消息内容
             private byte[] messageContent = new byte[] { };
             /// <summary>
             /// 实际消息内容
             /// </summary>
             public byte[] MessageContent
             {
                 get { return messageContent; }
                 set { messageContent = value; }
             }
             #endregion
     
             #region 多余的Bytes
             private byte[] duoYvBytes;
             /// <summary>
             /// 多余的Bytes
             /// </summary>
             public byte[] DuoYvBytes
             {
                 get { return duoYvBytes; }
                 set { duoYvBytes = value; }
             }
     
             #endregion
             #endregion
     
             #region 构造函数两个
             public MessageXieYi()
             {
                 //
             }
     
             public MessageXieYi(byte _xieYiFirstFlage, byte _xieYiSecondFlage, byte[] _messageContent)
             {
                 xieYiFirstFlag = _xieYiFirstFlage;
                 xieYiFirstFlag = _xieYiSecondFlage;
                 messageContentLength = _messageContent.Length;
                 messageContent = _messageContent;
             }
             #endregion
     
             #region MessageXieYi 转换为 byte[]
             /// <summary>
             /// MessageXieYi 转换为 byte[]
             /// </summary>
             /// <returns></returns>
             public byte[] ToBytes()
             {
                 byte[] _bytes; //自定义字节数组,用以装载消息协议
     
                 using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream()) //创建内存流
                 {
                     BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(memoryStream); //以二进制写入器往这个流里写内容
     
                     binaryWriter.Write(xieYiFirstFlag); //写入协议一级标志,占1个字节
                     binaryWriter.Write(xieYiSecondFlag); //写入协议二级标志,占1个字节
                     binaryWriter.Write(messageContentLength); //写入实际消息长度,占4个字节
     
                     )
                     {
                         binaryWriter.Write(messageContent); //写入实际消息内容
                     }
     
                     _bytes = memoryStream.ToArray(); //将流内容写入自定义字节数组
     
                     binaryWriter.Close(); //关闭写入器释放资源
                 }
     
                 return _bytes; //返回填充好消息协议对象的自定义字节数组
             }
             #endregion
     
             #region byte[] 转换为 MessageXieYi
             /// <summary>
             /// byte[] 转换为 MessageXieYi
             /// </summary>
             /// <param name="buffer">字节数组缓冲器。</param>
             /// <returns></returns>
             public static MessageXieYi FromBytes(byte[] buffer)
             {
                 int bufferLength = buffer.Length;
     
                 MessageXieYi messageXieYi = new MessageXieYi();
     
                 using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(buffer)) //将字节数组填充至内存流
                 {
                     BinaryReader binaryReader = new BinaryReader(memoryStream); //以二进制读取器读取该流内容
     
                     messageXieYi.xieYiFirstFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议一级标志,读1个字节
                     messageXieYi.xieYiSecondFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议二级标志,读1个字节
                     messageXieYi.messageContentLength = binaryReader.ReadInt32(); //读取实际消息长度,读4个字节                
     
                     //如果【进来的Bytes长度】大于【一个完整的MessageXieYi长度】
                     if ((bufferLength - 6) > messageXieYi.messageContentLength)
                     {
                         messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容,从第7个字节开始读
                         messageXieYi.duoYvBytes = binaryReader.ReadBytes(bufferLength -  - messageXieYi.messageContentLength);
                     }
     
                     //如果【进来的Bytes长度】等于【一个完整的MessageXieYi长度】
                     if ((bufferLength - 6) == messageXieYi.messageContentLength)
                     {
                         messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容,从第7个字节开始读
                     }
     
                     binaryReader.Close(); //关闭二进制读取器,是否资源
                 }
     
                 return messageXieYi; //返回消息协议对象
             }
             #endregion
         }
         /// <summary>
         /// 按照先后顺序合并字节数组类
         /// </summary>
         public class CombineBytes
         {
             /// <summary>
             /// 按照先后顺序合并字节数组,并返回合并后的字节数组。
             /// </summary>
             /// <param name="firstBytes">第一个字节数组</param>
             /// <param name="firstIndex">第一个字节数组的开始截取索引</param>
             /// <param name="firstLength">第一个字节数组的截取长度</param>
             /// <param name="secondBytes">第二个字节数组</param>
             /// <param name="secondIndex">第二个字节数组的开始截取索引</param>
             /// <param name="secondLength">第二个字节数组的截取长度</param>
             /// <returns></returns>
             public static byte[] ToArray(byte[] firstBytes, int firstIndex, int firstLength,  byte[] secondBytes, int secondIndex, int secondLength)
             {
                 using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                 {
                     BinaryWriter bw = new BinaryWriter(ms);
                     bw.Write(firstBytes, firstIndex, firstLength);
                     bw.Write(secondBytes, secondIndex, secondLength);
     
                     bw.Close();
                     bw.Dispose();
     
                     return ms.ToArray();
                 }
             }
         }
     byte[] msgBytes = Encoding.Unicode.GetBytes("要发送的消息");
     MessageXieYi msgXY = , , msgBytes);
     networkStream.Write(msgXY.ToBytes(), , msgXY.ToBytes().Length);
             #region 线程执行体,接收消息
             /// <summary>
             /// 线程执行体,接收消息
             /// </summary>
             /// <param name="obj">传递给线程执行体的用户名,用以与用户通信</param>
             private void ThreadReceive(object obj)
             {
                 //通过用户名找出已经保存在哈希表里的Socket
                 Socket savedSocket = hashtable_UserNameToSocket[obj] as Socket;
     
                 MessageXieYi msgXY = new MessageXieYi();
     
                 ];//定义一个大小为64的缓冲区
                 //byte[] receivedBytes = new byte[] { };
                 byte[] newBuffer = new byte[] { };//大小可变的缓存器
     
                 int receivedLength;
                 int availableLength;//没什么实际意义,就是为了方便理解Socket传输机制
     
                 while (true)
                 {
                     try
                     {
                         buffer = ];
     
                         ; i < ; i++)
                         {
                             availableLength = savedSocket.Available;
     
                             Console.WriteLine("【循环判断有多少可读Bytes】savedSocket.Available[" + i + "]=" + availableLength);//没实际意义,就是来个直观感受Socket的原理
                         }
     
                         Console.WriteLine("【可变缓存器大小】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
     
                         receivedLength = savedSocket.Receive(buffer);
     
                         Console.WriteLine("【接收到数据】buffer.Length=" + receivedLength);
     
                         newBuffer = CombineBytes.ToArray(newBuffer, , newBuffer.Length, buffer, , receivedLength);
     
                         Console.WriteLine("【将接收到的数据追加在newBuffer后】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
     
                         )
                         {
                             Console.WriteLine("newBuffer.Length=" + newBuffer.Length + "< 6 	 -> 	 continue");
                             continue;
                         }
                         else //newBuffer.Length >= 6
                         {
                             //取msgXY包头部分
                             msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
                             int firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag;
                             int secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag;
                             int msgContentLength = msgXY.MessageContentLength;
     
                             //判断去掉msgXY包头剩下的长度是否达到可以取包实质内容
                             ) >= msgContentLength)
                             {
                                 Console.WriteLine() + "】>=【" + "包实质内容长度=" + msgContentLength + "");
                                 msgXY = null;
                                 msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
                                 Console.WriteLine("
    【拆包】=" + Encoding.Unicode.GetString(msgXY.MessageContent) + "
    ");
     
                                 newBuffer = msgXY.DuoYvBytes;
                                 Console.WriteLine("【剩余的newBuffer】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
     
                                 )
                                 {
                                     msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
                                     firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag;
                                     secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag;
                                     msgContentLength = msgXY.MessageContentLength;
                                     continue;
                                 }
                                 else
                                 {
                                     break;
                                 }
                             }
                         }
     
                         availableLength = savedSocket.Available;
                         Console.WriteLine("savedSocket.Available=" + availableLength + "
    
    
    
    ");
     
                         continue;
                     }
                     catch
                     {
                         //异常处理
                     }
                 }
             }
             #endregion
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