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Unity3D网络游戏0.2

一、异步委托

• C#委托

• 异步委托【理解】

• 异步委托【原理】

• 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)

 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Connectionpublic void Connection(){socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//启动新线程执行Connectsocket.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)

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Connectionpublic void Connection(){socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//启动新线程执行Connectsocket.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readBuffSocket socket = (Socket)ar.AsyncState;int count = socket.EndReceive(ar);//得到接收字符串recvStrstring 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recvStrtext.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
)

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Connectionpublic void Connection(){socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);//启动新线程执行Connectsocket.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readBuffSocket socket = (Socket)ar.AsyncState;int count = socket.EndReceive(ar);//得到接收字符串recvStrstring 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recvStrtext.text = recvStr;}
}