.net 平台下， Socket通訊協議中間件設計思路

.net 平台下，實現通訊處理有很多方法（見下表），各有利弊：

序號	實現方式	特點
1	WCF	優點：封裝好，方便。缺點：難學，不跨平台
2	RocketMQ，SuperSocket等中間件	優點：輕便 缺點：用戶群體少
3	直接使用winsocket	優點：全部在自己掌控之下，協議靈活。缺點：實現時間長，易於出錯。

本人開發socket通訊多年了，一直干着“重復發明輪子”工作，這種工作方式效率低下，容易出錯！

重復的事情做多了，也會出現“靈光“！何不自己設計一套中間件，在此基礎上，再設計應用層協議。就可以避免“重復發明輪子”。

先看下圖，協議棧：

本文講述的就是綠色部分如何設計。

這層協議設計原則有：

1.  要簡單 有兩層意思：一是協議簡單；再者使用起來簡單。並且可以滿足大部分應用場景。
2. 可以跨平台  .net core本身可以跨平台。 如果對方使用c、c++開發，用其他語言實現該協議也不難。
3. 隱藏底層細節 應用層，處理對象都是.net類，而不是字節流。
4. 可以大數據傳輸  無論傳輸多大的數據，不必考慮分包合包處理。

設計思路

總的原則是，傳輸的是.net平台下的類，而不是字節流。直接處理.net類要比字節流要方便，安全很多。

.net平台下類型很多，我提取了最常用的幾種，達到即簡單，又滿足大部分應用場景的要求。

可以傳輸的類型有：int、string、short、long，byte；

以及對應鏈表類型: List<int>、List<string>、List<short>、List<long>、byte[];

 

協議總的包體：

 

public class NetPacket
    {
        public int PacketType { get; set; } // 包類型
        public int Param1 { get; set; }     // 參數1 ，可以根據實際情況使用
        public int Param2 { get; set; }     // 參數2 ，可以根據實際情況使用

        public List<NetValuePair> Items { get; set; } //傳輸的key value 列表
 }

 

NetValuePair 定義如下：

    public class NetValuePair
    {
        public string Key { get; set; }
        public NetValueBase Value { get; set; }

        public NetValuePair()
        {

        }
    }

　NetValueBase 包含子類型，分別對應string、int等。以string類型舉例：

public class NetValueBase
    {
        public EN_DataType ValueType { get;protected set; }

        public virtual object GetValue()
        {
            return null;
        }
    }

　　

public class NetValueString: NetValueBase
    {
        public string Value { get; set; } = string.Empty;
        public override object GetValue()
        {
            return Value;
        }

        public NetValueString()
        {
            ValueType = EN_DataType.en_string;
        }

        public NetValueString(string value)
        {
            ValueType = EN_DataType.en_string;
            Value = value;
        }
    }

NetValueString值最終要以字節流方式傳送出去，采用如下方式序列化：
string值采用utf8傳輸，先將字符串轉換成字節流；分別寫入字節流的長度，實際的字節流；
在序列化中，沒用多余字段。比.net 自帶的序列化類處理要高效的多，大家可以對比下。

 internal static void WriteStringValue(Stream stream, string value)
        {
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(value);

            WriteInt32(stream, bytes.Length);
            stream.Write(bytes, 0, bytes.Length);
        }

其它類型的序列化，與此類似，不在累述。反序列化如何操作，也不難想像。

傳輸

序列化后的數據要發送出去，需要下一層來處理。

這層的主要功能就是分包和合包。（數據很小的時候就不需要分包了）

public class RawNetPacket
    {
        public static int HeadLen = 14;
        public UInt16 PacketLen;
        public UInt32 PacketId;   //一個完整的包 唯一id
        public UInt32 TotalNO;    //共有多少個包
        public UInt32 PacketNO;   //包序列號
        public byte[] Body;     //承載NetPacket序列化的數據，有可能分包發送

}　　

 具體如何分包和合包，可以參考附件源碼。

使用舉例

1 傳送文件

 

 private NetPacket GetPacketByFile(string fileName)
        {
            using (FileStream stream = new FileInfo(fileName).OpenRead())
            {
                NetPacket result = new NetPacket();
                result.PacketType = 2;
                result.Param1 = 2;
                result.Param2 = 3;
                result.Items = new List<NetValuePair>();

                //string
                NetValuePair pair = new NetValuePair();
                pair.Key = "文件名稱";
                pair.Value = new NetValueString(fileName);
                result.Items.Add(pair);

                //byte
                pair = new NetValuePair();
                pair.Key = "文件二進制數據";
                NetValueListByte fileBuffer = new NetValueListByte();
                fileBuffer.Value = new byte[stream.Length];
                stream.Read(fileBuffer.Value, 0, Convert.ToInt32(stream.Length));

                pair.Value = fileBuffer;
                result.Items.Add(pair);
                return result;
            }
        }

 

　2 傳輸對象

  可以將對象序列化為json字符串，再傳送。