2025-05-07 Unity 网络基础8——UDP同步&异步通信

发布于：2025-05-08 ⋅ 阅读:(20) ⋅ 点赞:(0)

文章目录

1 UDP 概述

1.1 通信流程

​ 客户端和服务端的流程如下：

  1. 创建套接字 Socket。
  2. 用 Bind() 方法将套接字与本地地址进行绑定。
  3. 用 ReceiveFrom() 和 SendTo() 方法在套接字上收发消息。
  4. 用 Shutdown() 方法释放连接。
  5. 关闭套接字。
image-20250507200652499

1.2 TCP 与 UDP

image-20250507200900429 image-20250507200922560

1.3 UDP 分包

​ UDP 是不可靠的连接，消息传递过程中可能出现无序、丢包等情况。

​ 为了避免其分包，建议在发送 UDP 消息时 控制消息的大小在 MTU（最大传输单元）范围内。

MTU（Maximum Transmission Unit）

​ 最大传输单元，用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸，不同操作系统会提供用户一个默认值。

​ 以太网和 802.3 对数据帧的长度限制，其最大值分别是 1500 字节和 1492 字节。

​ 由于 UDP 包本身带有一些信息，因此建议：

  • 局域网环境下：1472 字节以内（1500 减去 UDP 头部 28 为 1472）。

  • 互联网环境下：548 字节以内（老的 ISP 拨号网络的标准值为 576 减去 UDP 头部 28 为 548）。

    只要遵守这个规则，就不会出现自动分包的情况。

​ 如果想要发送的消息确实比较大，可以进行手动分包，将其拆分成多个消息，每个消息不超过限制。但手动分包的前提是要解决 UDP 的丢包和无序问题。

1.4 UDP 黏包

​ UDP 本身作为无连接的不可靠的传输协议（适合频繁发送较小的数据包），不会对数据包进行合并发送。一端直接发送数据，不会对数据合并。

​ 因此 UDP 当中不会出现黏包问题（除非手动进行黏包）。

2 同步通信

​ 区别于 TCP，UDP 发送和接收消息的方式为 SendTo() 和 ReceiveFrom()，需要传入指定的 EndPoint 以指明将消息发送到哪和从哪里接收消息。

SendTo()

image-20250507203606641

  • 参数

    • buffer：要发送的数据缓冲区。

    • size：要发送的数据的字节数。

    • socketFlags：发送操作的控制标志。

    • remoteEP：远程终结点，指定数据要发送到的目标地址。

  • 返回值

    • 发送的字节数。

ReceiveFrom()

image-20250507203752224
  • 参数
    • buffer：字节数组，用于存储接收到的数据。
    • size：指定从接收缓冲区中读取的最大字节数。
    • socketFlags：枚举值，用于指定接收操作的行为。
    • remoteEP：EndPoint对象，用于存储发送方的网络地址。这个参数是引用类型，所以方法调用后，它将包含发送方的地址信息。
  • 返回值
    • 接收到的字节数。

2.1 服务端

// See https://aka.ms/new-console-template for more information

using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

// 1.创建套接字
var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

// 2.绑定本机地址
var ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8081);
socket.Bind(ipPoint);
Console.WriteLine("服务器开启，等待消息中...");

// 3.接受消息
var      buffer         = new byte[512];
EndPoint remoteIpPoint2 = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
var      length         = socket.ReceiveFrom(buffer, ref remoteIpPoint2);
Console.WriteLine("IP: " + (remoteIpPoint2 as IPEndPoint).Address +
                  " Port: " + (remoteIpPoint2 as IPEndPoint).Port +
                  " 发来了 " +
                  Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, length));

// 4.发送到指定目标
var remoteIpPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);
socket.SendTo(Encoding.UTF8.GetBytes("hi"), remoteIpPoint);

// 5.释放关闭
socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
socket.Close();

Console.ReadKey();

2.2 客户端

using UnityEngine;

namespace Lesson
{
    using System;
    using System.Net;
    using System.Net.Sockets;
    using System.Text;

    public class Lesson14 : MonoBehaviour
    {
        private void Start()
        {
            // 1.创建套接字
            var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

            // 2.绑定本机地址
            var ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);
            socket.Bind(ipPoint);

            // 3.发送到指定目标
            var remoteIpPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8081);
            socket.SendTo(Encoding.UTF8.GetBytes("hello"), remoteIpPoint);

            // 4.接受消息
            var      buffer         = new byte[512];
            EndPoint remoteIpPoint2 = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
            var      length         = socket.ReceiveFrom(buffer, ref remoteIpPoint2);
            print("IP: " + (remoteIpPoint2 as IPEndPoint).Address +
                  " Port: " + (remoteIpPoint2 as IPEndPoint).Port +
                  " 发来了 " +
                  Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, length));

            // 5.释放关闭
            socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            socket.Close();
        }
    }
}

2.3 测试

​ 先运行服务器，再运行 Unity，可以看到双端互发消息。

image-20250507204056792 image-20250507204040425

3 异步通信

3.1 Bgin / End 方法

BeginSendTo()

image-20250507213337331

  • 参数

    • buffer：要发送的数据缓冲区。
    • offset：缓冲区中开始发送数据的偏移量。
    • size：要发送的数据字节数。
    • socketFlags：用于指定发送操作的选项。例如，可以用来指定是否使用紧急数据。
    • remoteEP：远程终结点。它指定了要发送数据的目标地址。
    • callback：异步操作完成时要调用的回调方法。
    • state：一个用户定义的对象，它包含异步操作的状态信息。

  • 返回值

    • 返回IAsyncResult对象，表示异步操作的状态和结果。可以通过调用EndSendTo()方法来获取异步操作的结果。

BeginReceiveFrom()

image-20250507213648699

  • 参数

    • buffer：字节数组，用于存储接收到的数据。
    • offset：在buffer数组中开始存储接收数据的偏移量。
    • size：要接收的数据的字节数。
    • socketFlags：控制接收操作的标志。例如，SocketFlags.Partial表示接收的数据可能不完整。
    • remoteEP：EndPoint对象，用于存储发送方的地址。这个参数是引用类型，所以方法调用`后，它会被更新为发送方的地址。
    • callback：异步操作完成时要调用的回调方法。
    • state：用户定义的对象，包含与异步操作相关的状态信息。

  • 返回值

    • 返回IAsyncResult对象，表示异步操作的状态。通过这个对象，可以检查异步操作是否完成，或者等待操作完成。

代码示例

using UnityEngine;

namespace Lesson
{
    using System;
    using System.Net;
    using System.Net.Sockets;
    using System.Text;

    public class Lesson16 : MonoBehaviour
    {
        private byte[] _buffer = new byte[512];

        private void Start()
        {
            // 创建一个UDP套接字
            var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

            // 创建一个IP地址和端口号的EndPoint
            EndPoint ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);

            // 将字符串转换为字节数组
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes("123123lkdsajlfjas");

            // 开始发送数据到指定的EndPoint
            socket.BeginSendTo(bytes, 0, bytes.Length, SocketFlags.None, ipPoint, SendCallback, socket);

            // 开始接收数据
            socket.BeginReceiveFrom(_buffer, 0, _buffer.Length, SocketFlags.None, ref ipPoint, ReceiveCallback, (socket, ipPoint));
        }

        private void ReceiveCallback(IAsyncResult ar)
        {
            try
            {
                (Socket s, EndPoint ipPoint) info = ((Socket, EndPoint)) ar.AsyncState;

                // 返回值 就是接收了多少个 字节数
                int length = info.s.EndReceiveFrom(ar, ref info.ipPoint);

                // 处理消息
                // ...

                // 处理完消息 又继续接受消息
                info.s.BeginReceiveFrom(_buffer, 0, _buffer.Length, SocketFlags.None, ref info.ipPoint, ReceiveCallback, info);
            }
            catch (SocketException s)
            {
                print("接受消息出问题: " + s.SocketErrorCode + " : " + s.Message);
            }
        }

        private void SendCallback(IAsyncResult ar)
        {
            try
            {
                Socket s = ar.AsyncState as Socket;
                s.EndSendTo(ar);
                print("发送成功");
            }
            catch (SocketException s)
            {
                print("发送失败: " + s.SocketErrorCode + " : " + s.Message);
            }
        }
    }
}

3.2 Async 方法

SendToAsync()

image-20250507214235716

ReceiveFromAsync()

image-20250507214808031

代码示例

using UnityEngine;

namespace Lesson
{
    using System;
    using System.Net;
    using System.Net.Sockets;
    using System.Text;

    public class Lesson16 : MonoBehaviour
    {
        private byte[] _buffer = new byte[512];

        private void Start()
        {
            // 创建一个UDP套接字
            var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

            // 创建一个IP地址和端口号的EndPoint
            EndPoint ipPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 8080);

            // 将字符串转换为字节数组
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes("123123lkdsajlfjas");

            var args = new SocketAsyncEventArgs();

            // 设置发送数据的缓冲区
            args.SetBuffer(bytes, 0, bytes.Length);

            // 添加发送完成事件
            args.Completed += SendToAsyncCompleted;
            socket.SendToAsync(args);

            var args2 = new SocketAsyncEventArgs();

            // 设置接收数据的缓冲区
            args2.SetBuffer(_buffer, 0, _buffer.Length);

            // 添加接收完成事件
            args2.Completed += ReceiveFromAsyncCompleted;
            socket.ReceiveFromAsync(args2);
        }

        private void SendToAsyncCompleted(object s, SocketAsyncEventArgs args)
        {
            if (args.SocketError == SocketError.Success)
            {
                print("发送成功");
            }
            else
            {
                print("发送失败");
            }
        }

        private void ReceiveFromAsyncCompleted(object s, SocketAsyncEventArgs args)
        {
            if (args.SocketError == SocketError.Success)
            {
                print("接收成功");

                // 具体收了多少个字节
                // args.BytesTransferred
                // 可以通过以下两种方式获取到收到的字节数组内容
                // args.Buffer
                // cacheBytes

                // 解析消息
                // ...

                Socket socket = s as Socket;

                //只需要设置 从第几个位置开始接 能接多少
                args.SetBuffer(0, _buffer.Length);
                socket.ReceiveFromAsync(args);
            }
            else
            {
                print("接收失败");
            }
        }
    }
}

网站公告

今日签到

点亮在社区的每一天
去签到

热门文章

最新发布