轻松定义自己的网络通讯协议

每次编写设计网络通讯程序时,总面对一个问题,就是要自定义一组应用协议(即通讯协议),然后再写相应的方法来解析协议,并提供相应的接口供上层调用。如果只是简单的文本信息通讯还容易,但要交换一些控制信息或结构复杂的数据时,比如做联机游戏,更是让人头疼。

最近突然想到一个点子,可以用对象串行化技术将对象直接转换为二进制数据发送,然后接收时直接还原为对象。具体过程是,将要发送的数据放在一个 HashTable 中,串行化后发送出去,在接收方接收到数据并还原为 HashTable ,根据预先约定好的 Key 和获取自己关心的数据。在这种情况下,定义通讯协议的内容实质上也就只是指定一组 Key 就行了。再也不用做那些规定第几个字段是什么类型有多长的烦躁的事情了。

可能很多人很善于用 XML ,也将之广泛用于网络通讯。 XML 有不可比拟的好处,因为它是同平台无关的,而且基本上任何开发语言都有现成库来解析 XML 。这个和我的观点并不冲突。对象串行化并不局限于二进制数据。 C# 里有丰富的方法,可以将对象串行化为 XML 文档,也支持用 SOAP 协议来串行化数据。所以只要用公共的串行化标准来串行化对象,也可以达到跨平台、跨语言的目的。其实现在流行的 Web Service 其核心技术也就大概是这样吧。

原理说完了,贴段代码做个例子。 ObjectTransferClient (简称 OTC )是一个利用 UDP 协议及二进制对象串行化的包括对象发送和接收的库。调用方法很简单,用 Send 发送对象,响应 ReceiveObject 事件来处理接收的对象。至于具体细节就不多叙述了,相信有一定 C# 基础的人能轻松看懂的。

这一原理的应用潜力是巨大的,我在这里抛砖引玉,还请指教。
using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using System.Threading;
namespace OTC
{
///

1<summary>   
2/// 对象传送器,使用UDP协议通过网路在不同主机间传送对象。   
3/// </summary>

public class ObjectTransferClient : IDisposable
{
private Thread ListenThread;
private BinaryFormatter Serializer = new BinaryFormatter();
private int m_Port;
private UdpClient m_Client;
private bool m_IsStart;
private bool m_IsConnected;

///

1<summary>   
2/// 接收到对象事件   
3/// </summary>

public event ReceiveObjectEventHandler ReceiveObject;

///

1<summary>   
2/// 构建一个对象传送器,默认端口7321   
3/// </summary>

public ObjectTransferClient() : this(7321)
{
//
// TODO: 在此处添加构造函数逻辑
//
}

///

1<summary>   
2/// 指定端口号构建一个对象传送器。   
3/// </summary>

///

1<param name="port"/>

端口号
public ObjectTransferClient(int port)
{
this.m_Port = port;
this.m_IsConnected = false;
this.m_IsStart = false;
}

///

1<summary>   
2/// 初始化传送器并开始工作   
3/// </summary>

public void Start()
{
if (!this.m_IsStart)
{
this.m_Client = new UdpClient(this.m_Port);
ListenThread = new Thread(new ThreadStart(this.Listen));
ListenThread.Start();
this.m_IsStart = true;
}
}

///

1<summary>   
2/// 使用指定的主机名和端口连接默认的远程主机   
3/// </summary>

///

1<param name="hostname"/>

主机名
///

1<param name="port"/>

端口
public void Connect(string hostname, int port)
{
this.m_Client.Connect(hostname, port);
}

///

1<summary>   
2/// 使用指定的IP地址和端口连接默认的远程主机   
3/// </summary>

///

1<param name="ipaddress"/>

IP地址
///

1<param name="port"/>

端口
public void Connect(IPAddress ipaddress, int port)
{
this.m_Client.Connect(ipaddress, port);
}

///

1<summary>   
2/// 使用网络终结点连接默认的远程主机   
3/// </summary>

///

1<param name="iep"/>

网络端点
public void Connect(IPEndPoint iep)
{
this.m_Client.Connect(iep);
}

private byte[] CreateArgPackage(object obj)
{
IPEndPoint local = new IPEndPoint(IPAddress.Any, this.m_Port);
System.IO.MemoryStream outStream = new System.IO.MemoryStream();
this.Serializer.Serialize(outStream, new ReceiveObjectEventArgs(obj, local));
return outStream.ToArray();
}

///

1<summary>   
2/// 将对象发送到默认主机。调用此方法前必须先调用Connect方法连接默认主机。   
3/// </summary>

///

1<param name="obj"/>

要发送的对象
public void Send(object obj)
{
if (this.IsConnected)
{
byte[] data = this.CreateArgPackage(obj);
this.m_Client.Send(data, data.Length);
}
else
{
throw new Exception("必须先连接默认主机");
}
}

///

1<summary>   
2/// 将对象发送到指定的主机。若调用了Connect方法连接了默认主机,则此方法不可用。   
3/// </summary>

///

1<param name="obj"/>

要发送的对象
///

1<param name="remoteIEP"/>

目标主机的网络端点
public void Send(object obj, IPEndPoint remoteIEP)
{
if (this.IsConnected)
{
throw new Exception("已经连接了默认主机");
}
else
{
byte[] data = this.CreateArgPackage(obj);
this.m_Client.Send(data, data.Length, remoteIEP);
}
}

///

1<summary>   
2/// 监听接收数据线程方法   
3/// </summary>

protected void Listen()
{
BinaryFormatter Serializer = new BinaryFormatter();
IPEndPoint RemoteIpEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
while (true)
{
try
{
object revobj = Serializer.Deserialize(new System.IO.MemoryStream(m_Client.Receive(ref RemoteIpEndPoint)));
ReceiveObjectEventArgs revarg = (ReceiveObjectEventArgs)revobj;
RemoteIpEndPoint.Port = revarg.RemoteIEP.Port;
revarg.RemoteIEP = RemoteIpEndPoint;
if (this.ReceiveObject != null)
{
this.ReceiveObject(this, revarg);
}
}
catch
{
break;
}
}
}

#region 公共属性区

///

1<summary>   
2/// 返回或设置接收对象的端口号   
3/// </summary>

public int Port
{
get
{
return this.m_Port;
}
set
{
this.m_Port = value;
}
}

///

1<summary>   
2/// 返回对象发送器是否已经初始化并开始工作   
3/// </summary>

public bool IsStart
{
get
{
return this.m_IsStart;
}
}

///

1<summary>   
2/// 返回对象发送器是否已经连接默认远程主机   
3/// </summary>

public bool IsConnected
{
get
{
return this.m_IsConnected;
}
}

#endregion

#region IDisposable 成员

public void Dispose()
{
// TODO: 添加 ObjectTransferClient.Dispose 实现
this.m_Client.Close();
this.ListenThread.Abort();
}
#endregion
}

///

1<summary>   
2/// 接收对象事件参数   
3/// </summary>

[Serializable]
public class ReceiveObjectEventArgs : EventArgs
{
private object _obj;
private System.Net.IPEndPoint _iep;

///

1<summary>   
2/// 构建一个接收对象事件的参数   
3/// </summary>

///

1<param name="obj"/>

接收到的对象
///

1<param name="iep"/>

发送者的网络端点
internal ReceiveObjectEventArgs(object obj, System.Net.IPEndPoint iep)
{
this._obj = obj;
this._iep = iep;
}

///

1<summary>   
2/// 构建一个空的接收对象事件参数   
3/// </summary>

public ReceiveObjectEventArgs():this(null, null)
{
}

///

1<summary>   
2/// 接收到的对象   
3/// </summary>

public object Obj
{
get
{
return this._obj;
}
}
///

1<summary>   
2/// 发送方的网络端点   
3/// </summary>

public System.Net.IPEndPoint RemoteIEP
{
get
{
return this._iep;
}
set
{
this._iep = value;
}
}
}

///

1<summary>   
2/// 接收对象事件的委托   
3/// </summary>

public delegate void ReceiveObjectEventHandler(object sender, ReceiveObjectEventArgs e);
}

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