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unity网络编程学习（4）与java服务器的Socket通信

2019-02-07 09:57 1911 查看

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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");
}
}

[/code]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");
}
}

[/code]--------------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;
}
@Override
public 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;
}
}
}
}
}

[/code]

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() {
}
}

[/code]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);

[/code]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);

[/code]

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());

[/code]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。

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