Unity3D网络游戏0.2
一、异步委托
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C#委托
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异步委托【理解】
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异步委托【原理】
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异步委托【实验】
注意：Action.BeginInvoke方法是在.NET Framework中引入的，而在.NET Core和.NET 5及更高版本中已被弃用。如果在使用异步编程时需要进行委托的异步调用，可以使用.NET Core和.NET 5及更高版本中提供的Task.Run方法或Task.Factory.StartNew方法代替。
二、异步和多路复用
- 异步的实现依赖于多线程技术。
- Socket网络编程中，每一个同步API对应着两个异步API（分别是在原名称上加上Begin和End）。
（1）异步Connect
当客户端发起连接时，如果网络情况不好或服务端没有回应，同步Connect方法会使客户端卡住一段时间。而在卡住的时间内，用户不能做任何操作，游戏体验感会很差。
- BeginConnect和EndConnect
BeginConnect和EndConnect的调用形式为:
public IAsyncResult BeginConnect(
string host,
int port,
AsyncCallback requestCallback,
object state
)
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| host | 远程主机的IP |
| port | 远程主机的端口 |
| requestCallback | 回调函数 |
| state | 用户自定义对象 |
注意：回调函数是一个AsyncCallback委托，回调函数的参数形式必须是：void Name(IAsyncResult ar) 。
public void EndConnect(
IAsyncResult asyncResult
)
- 代码实现
基于异步Connect实现异步连接后的客户端程序如下：
public class Echo : MonoBehaviour
{
private Socket socket;
public InputField inputField;
public Text text;
private byte[] readBuff = new byte[1024];
private string recvStr = "";
//异步Connection
public void Connection()
{
socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//启动新线程执行Connect
socket.BeginConnect("127.0.0.1", 8888, ConnectCallback, socket);
}
//回调方法
public void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
//传参为连接socket（强制类型转换）
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
//EndConnect结束线程
socket.EndConnect(ar);
Debug.Log("Socket Connect Succ");
}
catch (SocketException e)
{
Debug.Log("Socket Connect fail:"+e.ToString());
}
}
}
- 如果连接失败，EndConnect会抛出异常。
- try-catch是C#中处理异常的结构，它允许将任何可能发生异常情况的程序代码放在try{}中进行监控，异常发送后，catch{}里的代码会被执行，catch语句中的参数ex附带了异常信息。
注意：回调函数中需要得到委托实例，然后才可以调用EndInvoke方法来获取异步方法执行的结果。
（2）异步Receive
Receive是个阻塞方法，直到收到服务端数据为止。如果服务端没有回应，则客户端程序会卡死无响应。而BeginReceive和EndReceive方法是解决这个问题的关键。
- BeginReceive和EndReceive
BeginReceive和EndReceive的调用形式为:
public IAsyncResult BeginReceive(
byte[] buffer;
int offset;
int size;
SocketFlags socketFlags;
AsyncCallback requestCallback,
object state
)
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| buffer | 存储接收到的数据 |
| offset | buffer中存储数据的位置 |
| size | 最多接收的字节数 |
| socketFlags | SocketFlags值的按位组合，这里设置为0 |
| requestCallback | 回调函数 |
| object | 用户自定义对象 |
public int EndReceive(
IAsyncResult asyncResult;
)
- 代码实现
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Net.Sockets;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Echo : MonoBehaviour
{
private Socket socket;
public InputField inputField;
public Text text;
private byte[] readBuff = new byte[1024];
private string recvStr = "";
//异步Connection
public void Connection()
{
socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//启动新线程执行Connect
socket.BeginConnect("127.0.0.1", 8888, ConnectCallback, socket);
}
//回调方法
public void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
//传参为连接socket（强制类型转换）
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
//EndConnect结束线程
socket.EndConnect(ar);
Debug.Log("Socket Connect Succ");
//客户端连上服务器就开始接收信息（存储于readBuff）
socket.BeginReceive(readBuff, 0, 1024, 0, ReceiveCallback, socket);
}
catch (SocketException e)
{
Debug.Log("Socket Connect fail:"+e.ToString());
}
}
public void ReceiveCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
//处理接收到的数据readBuff
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
int count = socket.EndReceive(ar);
//得到接收字符串recvStr
string s = System.Text.Encoding.Default.GetString(readBuff, 0, count);
recvStr = s ;
//继续在独立线程中接收客户端消息（更新readBuff，并处理为字符串recvStr）
socket.BeginReceive(readBuff, 0, 1024, 0, ReceiveCallback, socket);
}
catch (SocketException e)
{
Debug.Log("Socket Receive fail:"+e.ToString());
}
}
public void Send()
{
string sendStr = inputField.text;
byte[] sendBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(sendStr);
socket.Send(sendBytes);
}
public void Update()
{
//显示客户端接收到的消息recvStr
text.text = recvStr;
}
}
- BeginReceive的参数：
readBuff表示接收缓冲区。
0表示从readBuff第0位开始接收数据。
1024表示每次最多接收的字节数，如果服务端发送很长的数据，那一次也只会收到1024字节。 - BeginReceive的调用位置：
第一次调用在客户端成功连接服务器时，开始接收服务器消息。
第二次在回调函数内，当接收到的消息被处理完后，再次开始【读取消息+处理消息】的流程。 - Unity中只有主线程可以操作UI组件：
因为回调函数是在其他线程中执行的，所以在Receive的回调函数ReceiveCallback中不能将recvStr的值赋值给text，否则会抛出异常。因此在Update()方法中执行操作更新Unity的UI组件text。
（3）异步Send
Send是个阻塞方法，直到Send成功将发送数据写入操作系统的发送缓冲区为止。异步Send方法不会卡住程序。
- 在操作系统内部，每个Socket都会有一个发送缓冲区，用于保存那些接收方还没有确认的数据。
- Socket涉及的属性分为“用户层面”和“操作系统层面”两大部分。Socket使用的协议、IP、端口属于用户层面属性，可以直接修改。操作系统层面涉及“发送”和“接收”两个缓冲区，当调用Send方法时，程序将要发送的字节流写入到发送缓冲区中，再由操作系统完成数据的发送和确认。这些步骤由操作系统自动处理，不对用户开放。
- Tcp是可靠连接，当接收方没有收到数据时，发送方的操作系统会重新发送数据，直至确认接收方收到数据为止。
- 发送缓冲区的长度是有限的（默认值约为8KB），如果缓冲区满了，那么Send就会阻塞，直到缓冲区中数据被服务端确认收到而腾出空间。
- Send的过程只是把数据写入到发送缓冲区中，Send方法返回只代表成功将数据放到发送缓冲区中，而对方可能还没收到。
- BeginSend和EndSend
BeginSend和EndSend的调用形式为:
public IAsyncResult BeginSend(
byte[] buffer;
int offset;
int size;
SocketFlags socketFlags;
AsyncCallback callback,
object state
)
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| buffer | 存储接收到的数据 |
| offset | buffer中发送数据的位置 |
| size | 要发送的字节数 |
| socketFlags | SocketFlags值的按位组合，这里设置为0 |
| callback | 回调函数 |
| object | 用户自定义对象 |
public int EndSend(
IAsyncResult asyncResult;
)
注意：EndSend方法返回值代表发送的字节数，如果发送失败会抛出异常。一般情况下，EndSend方法返回值与要发送的数据长度相同，代表全部发完，但有时会不同，如果EndSend的返回值指示数据未全部发完，需要再次调用BeginSend方法发出未发出的数据。
- 代码实现
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Net.Sockets;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Echo : MonoBehaviour
{
private Socket socket;
public InputField inputField;
public Text text;
private byte[] readBuff = new byte[1024];
private string recvStr = "";
//异步Connection
public void Connection()
{
socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//启动新线程执行Connect
socket.BeginConnect("127.0.0.1", 8888, ConnectCallback, socket);
}
//回调方法
public void ConnectCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
//传参为连接socket（强制类型转换）
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
//EndConnect结束线程
socket.EndConnect(ar);
Debug.Log("Socket Connect Succ");
//客户端连上服务器就开始接收信息（存储于readBuff）
socket.BeginReceive(readBuff, 0, 1024, 0, ReceiveCallback, socket);
}
catch (SocketException e)
{
Debug.Log("Socket Connect fail:"+e.ToString());
}
}
public void ReceiveCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
//处理接收到的数据readBuff
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
int count = socket.EndReceive(ar);
//得到接收字符串recvStr
string s = System.Text.Encoding.Default.GetString(readBuff, 0, count);
recvStr = s + "\n" + recvStr;
//继续在独立线程中接收客户端消息（更新readBuff，并处理为字符串recvStr）
socket.BeginReceive(readBuff, 0, 1024, 0, ReceiveCallback, socket);
}
catch (SocketException e)
{
Debug.Log("Socket Receive fail:"+e.ToString());
}
}
public void Send()
{
string sendStr = inputField.text;
byte[] sendBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(sendStr);
socket.BeginSend(sendBytes,0,sendBytes.Length,0,SendCallback,socket);
}
public void SendCallback(IAsyncResult ar)
{
try
{
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
int count = socket.EndSend(ar);
Debug.Log("Socket Send succ"+count);
}catch(SocketException ex)
{
Debug.Log("Socket Send fail:" + ex.ToString());
}
}
public void Update()
{
//显示客户端接收到的消息recvStr
text.text = recvStr;
}
}