C# 常用协议实现模版及FixedSizeReceiveFilter示例(SuperSocket入门)

时间：2020-12-18 00:53:10|栏目：.NET代码|点击：次

Socket里面的协议解析是Socket通讯程序设计中最复杂的地方，如果你的应用层协议设计或实现不佳，Socket通讯中常见的粘包，分包就难以避免。SuperSocket内置了命令行格式的协议CommandLineProtocol，如果你使用了其它格式的协议，就必须自行实现自定义协议CustomProtocol。看了一篇文档之后, 你可能会觉得用 SuperSocket 来实现你的自定义协议并不简单。为了让这件事变得更容易一些, SuperSocket 提供了一些通用的协议解析工具, 你可以用他们简单而且快速的实现你自己的通信协议:

TerminatorReceiveFilter (SuperSocket.SocketBase.Protocol.TerminatorReceiveFilter, SuperSocket.SocketBase) ---结束符协议
CountSpliterReceiveFilter (SuperSocket.Facility.Protocol.CountSpliterReceiveFilter, SuperSocket.Facility)---固定数量分隔符协议
FixedSizeReceiveFilter (SuperSocket.Facility.Protocol.FixedSizeReceiveFilter, SuperSocket.Facility)---固定请求大小协议
BeginEndMarkReceiveFilter (SuperSocket.Facility.Protocol.BeginEndMarkReceiveFilter, SuperSocket.Facility)---带起止符协议
FixedHeaderReceiveFilter (SuperSocket.Facility.Protocol.FixedHeaderReceiveFilter, SuperSocket.Facility)---头部格式固定并包含内容长度协议

1、TerminatorReceiveFilter结束符协议

结束符协议和命令行协议类似，一些协议用结束符来确定一个请求.例如, 一个协议使用两个字符 "##" 作为结束符, 于是你可以使用类 "TerminatorReceiveFilterFactory":

结束符协议TerminatorProtocolServer ：

public class TerminatorProtocolServer : AppServer
{ 
 public TerminatorProtocolServer()
  : base(new TerminatorReceiveFilterFactory("##"))
 {
 }
}

基于TerminatorReceiveFilter实现你的接收过滤器(ReceiveFilter):

public class YourReceiveFilter : TerminatorReceiveFilter<YourRequestInfo>
{
 //More code
}

实现你的接收过滤器工厂(ReceiveFilterFactory)用于创建接受过滤器实例:

public class YourReceiveFilterFactory : IReceiveFilterFactory<YourRequestInfo>
{
 //More code
}

2、CountSpliterReceiveFilter 固定数量分隔符协议

有些协议定义了像这样格式的请求 "#part1#part2#part3#part4#part5#part6#part7#". 每个请求有7个由 '#' 分隔的部分. 这种协议的实现非常简单:

/// <summary>
/// 请求格式：#part1#part2#part3#part4#part5#part6#part7#
/// </summary>
public class CountSpliterAppServer : AppServer
{
 public CountSpliterAppServer()
  : base(new CountSpliterReceiveFilterFactory((byte)'#', 8)) //8个分隔符，7个参数。除使用默认的过滤工厂，还可以参照上一个实例定制协议
 {
 }
}

3、FixedSizeReceiveFilter 固定请求大小协议

在这种协议之中, 所有请求的大小都是相同的。如果你的每个请求都是有8个字符组成的字符串，如"HUANG LI", 你应该做的事就是想如下代码这样实现一个接收过滤器(ReceiveFilter):

class MyReceiveFilter : FixedSizeReceiveFilter<StringRequestInfo>
{
 public MyReceiveFilter()
  : base(8) //传入固定的请求大小
 {
 }
 protected override StringRequestInfo ProcessMatchedRequest(byte[] buffer, int offset, int length, bool toBeCopied)
 {
  //TODO: 通过解析到的数据来构造请求实例，并返回
 }
}

然后在你的 AppServer 类中使用这个接受过滤器 (ReceiveFilter):

public class MyAppServer : AppServer
{
 public MyAppServer()
  : base(new DefaultReceiveFilterFactory<MyReceiveFilter, StringRequestInfo>()) //使用默认的接受过滤器工厂 (DefaultReceiveFilterFactory)
 {
 }
}

4、BeginEndMarkReceiveFilter 带起止符协议

在这类协议的每个请求之中都有固定的开始和结束标记。例如, 我有个协议，它的所有消息都遵循这种格式 "&xxxxxxxxxxxxxx#"。因此，在这种情况下， "&" 是开始标记， "#" 是结束标记，于是你的接受过滤器可以定义成这样:

class MyReceiveFilter : BeginEndMarkReceiveFilter<StringRequestInfo>
{
 //开始和结束标记也可以是两个或两个以上的字节
 private readonly static byte[] BeginMark = new byte[] { (byte)'&' };
 private readonly static byte[] EndMark = new byte[] { (byte)'#' };

 public MyReceiveFilter()
  : base(BeginMark, EndMark) //传入开始标记和结束标记
 {
 }
 protected override StringRequestInfo ProcessMatchedRequest(byte[] readBuffer, int offset, int length)
 {
  //TODO: 通过解析到的数据来构造请求实例，并返回
 }
}

然后在你的 AppServer 类中使用这个接受过滤器 (ReceiveFilter):

public class MyAppServer : AppServer
{
 public MyAppServer()
  : base(new DefaultReceiveFilterFactory<MyReceiveFilter, StringRequestInfo>()) //使用默认的接受过滤器工厂 (DefaultReceiveFilterFactory)
 {
 }
}

5、FixedHeaderReceiveFilter 头部格式固定并包含内容长度协议

这种协议将一个请求定义为两大部分, 第一部分定义了包含第二部分长度等等基础信息. 我们通常称第一部分为头部.

例如, 我们有一个这样的协议: 头部包含 6 个字节, 前 4 个字节用于存储请求的名字, 后两个字节用于代表请求体的长度:

/// +-------+---+-------------------------------+
/// |request| l |                               |
/// | name | e |    request body               |
/// | (4) | n |                               |
/// |       |(2)|                               |
/// +-------+---+-------------------------------+
使用 SuperSocket, 你可以非常方便的实现这种协议:

class MyReceiveFilter : FixedHeaderReceiveFilter<BinaryRequestInfo>
{
 public MyReceiveFilter()
  : base(6)
 {
 }
 protected override int GetBodyLengthFromHeader(byte[] header, int offset, int length)
 {
  return (int)header[offset + 4] * 256 + (int)header[offset + 5];
 }
 protected override BinaryRequestInfo ResolveRequestInfo(ArraySegment<byte> header, byte[] bodyBuffer, int offset, int length)
 {
  return new BinaryRequestInfo(Encoding.UTF8.GetString(header.Array, header.Offset, 4), bodyBuffer.CloneRange(offset, length));
 }
}

你需要基于类FixedHeaderReceiveFilter实现你自己的接收过滤器.

传入父类构造函数的 6 表示头部的长度;
方法"GetBodyLengthFromHeader(...)" 应该根据接收到的头部返回请求体的长度;
方法 ResolveRequestInfo(....)" 应该根据你接收到的请求头部和请求体返回你的请求类型的实例.

实际使用场景：

到这里五种协议的模板你都已经了解了一遍，并且知道了相关的格式处理。接下来看一个网络示例：

通讯协议格式：

在看到上图协议是在纠结客户端发送16进制，服务器怎么接收，16进制的报文如下：

26 01 00 19 4E 4A 30 31 31 01 44 41 31 31 32 00 07 00 00 00 00 00 00 34 23

16进制也好，10进制也好，其他的进制也好，最终都是转换成byte[]，其实在处理数据时，发送过去的数据都是可以转换成为byte[]的，所以服务的只要解析byte[]数组就行了。按照协议来解析就能得到想要的数据。下面使用FixedSizeReceiveFilter的例子，代码如下：

根据上面的通讯协议，开始来实现解析：

第一步、定义一个和协议合适的数据结构

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
/****************************************************************
* 作者:黄昏前黎明后
* CLR版本：4.0.30319.42000
* 创建时间：2017-01-23 21:12:30
* 2017
* 描述说明：协议数据包
*
* 修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 public class HLData
 {
  /// <summary>
  /// 开始符号
  /// </summary>
  public char Head { get; set; }
  /// <summary>
  /// 协议包数据
  /// </summary>
  public byte Ping { get; set; }
  /// <summary>
  /// 数据长度
  /// </summary>
  public ushort Lenght { get; set; }
  /// <summary>
  /// 终端ID
  /// </summary>
  public uint FID { get; set; }
  /// <summary>
  /// 目标类型
  /// </summary>
  public byte Type { get; set; }
  /// <summary>
  /// 转发终端ID
  /// </summary>
  public uint SID { get; set; }
  /// <summary>
  /// 发送计数
  /// </summary>
  public ushort SendCount { get; set; }
  /// <summary>
  /// 保留字段
  /// </summary>
  public byte[] Retain { get; set; }
  /// <summary>
  /// 异或校验
  /// </summary>
  public byte Check { get; set; }
  /// <summary>
  /// 结束符号
  /// </summary>
  public char End { get; set; }
  public override string ToString()
  {
   return string.Format("开始符号:{0},包数据:{1},数据长度:{2},终端ID:{3},目标类型:{4},转发终端ID:{5},发送包计数：{6},保留字段:{7},异或校验:{8},结束符号:{9}",
    Head, Ping, Lenght, FID, Type, SID, SendCount, Retain, Check, End);
  }
 }
}
HLData

第二步、建立一个RequestInfo来给server数据接收

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
/****************************************************************
* 作者:黄昏前黎明后
* CLR版本：4.0.30319.42000
* 创建时间：2017-01-22 21:03:31
* 2017
* 描述说明：数据请求
*
* 修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 public class HLProtocolRequestInfo : RequestInfo<HLData>
 {
  public HLProtocolRequestInfo(HLData hlData)
  {
   //如果需要使用命令行协议的话，那么命令类名称HLData相同
   Initialize("HLData", hlData);
  }
 }
}
HLProtocolRequestInfo 类

第三步、FixedSize协议解析

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
using SuperSocket.Facility.Protocol;
using SuperSocket.Common;
/****************************************************************
* 作者:黄昏前黎明后
* CLR版本：4.0.30319.42000
* 创建时间：2017-01-22 21:06:01
* 2017
* 描述说明：协议解析类，固定请求大小的协议
*
* 修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 /// <summary>
 /// 固定请求大小的协议,(帧格式为HLProtocolRequestInfo)
 /// </summary>
 public class HLProtocolReceiveFilter : FixedSizeReceiveFilter<HLProtocolRequestInfo>
 {
  public HLProtocolReceiveFilter() : base(25)//总的字节长度 1+1+2+5+1+5+2+6+1+1 = 25
  {
  }
  protected override HLProtocolRequestInfo ProcessMatchedRequest(byte[] buffer, int offset, int length, bool toBeCopied)
  {
   var HLData = new HLData();
   HLData.Head = (char)buffer[offset];//开始标识的解析，1个字节
   HLData.Ping = buffer[offset + 1];//数据，从第2位起，只有1个字节
   HLData.Lenght = BitConverter.ToUInt16(buffer, offset + 2);//数据长度，从第3位开始，2个字节
   HLData.FID = BitConverter.ToUInt32(buffer, offset + 4);//本终端ID，从第5位开始，5个字节
   HLData.Type = buffer[offset + 9];//目标类型，从第10位开始，1个字节
   HLData.SID = BitConverter.ToUInt32(buffer, offset + 10);//转发终端ID，从第11位开始，5个字节
   HLData.SendCount = BitConverter.ToUInt16(buffer, offset + 15);//发送包计数，从第16位开始，2个字节
   HLData.Retain = buffer.CloneRange(offset + 17, 6);//保留字段，从18位开始，6个字节
   HLData.Check = buffer[offset + 23];//异或校验，从24位开始，1个字节
   HLData.End = (char)buffer[offset + 24];//结束符号，从第25位开始，一个字节
   return new HLProtocolRequestInfo(HLData);
  }
 }
}
HLProtocolReceiveFilter类

第四步、建立协议工厂HLReceiveFilterFactory

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.SocketBase;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
using System.Net;
/****************************************************************
* 作者:黄昏前黎明后
* CLR版本：4.0.30319.42000
* 创建时间：2017-01-23 :22:01:25
* 2017
* 描述说明：协议工厂
*
* 修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 public class HLReceiveFilterFactory: IReceiveFilterFactory<HLProtocolRequestInfo>
 {
  public IReceiveFilter<HLProtocolRequestInfo> CreateFilter(IAppServer appServer, IAppSession appSession, IPEndPoint remoteEndPoint)
  {
   return new HLBeginEndMarkReceiveFilter();
  }
 }
}

HLReceiveFilterFactory类

第五步、自定义HLProtocolSession继承AppSession

using SuperSocket.SocketBase;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
using System;
/****************************************************************
* 作者:黄昏前黎明后
* CLR版本：4.0.30319.42000
* 创建时间：2017-01-22 21:15:11
* 2017
* 描述说明：自定义HLProtocolSession
*
* 修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 public class HLProtocolSession : AppSession<HLProtocolSession, HLProtocolRequestInfo>
 {
  protected override void HandleException(Exception e)
  {

  }

 }
}

HLProtocolSession类

第六步、自定义HLProtocolServer继承AppServer

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.SocketBase;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
/****************************************************************
*  作者:黄昏前黎明后
*  CLR版本：4.0.30319.42000
*  创建时间：2017-01-22 21:16:57
*  2017
*  描述说明：自定义server
*
*  修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
 public class HLProtocolServer : AppServer<HLProtocolSession, HLProtocolRequestInfo>
  {
    /// <summary>
    /// 使用自定义协议工厂
    /// </summary>
    public HLProtocolServer()
      : base(new HLReceiveFilterFactory()) 
    {
    }
  }
}

HLProtocolServer类

第七步、加上起止符协议HLBeginEndMarkReceiveFilter

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.Common;
using SuperSocket.Facility.Protocol;
/****************************************************************
*  作者:黄昏前黎明后
*  CLR版本：4.0.30319.42000
*  创建时间：2017-01-23 22:07:03
*  2017
*  描述说明：带起止符的协议， "&" 是开始标记， "#" 是结束标记，开始结束标记由自己定义
*
*  修改历史：
*
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
  public class HLBeginEndMarkReceiveFilter : BeginEndMarkReceiveFilter<HLProtocolRequestInfo>
  {
    private readonly static char strBegin = '&';
    private readonly static char strEnd = '#';
    //开始和结束标记也可以是两个或两个以上的字节
    private readonly static byte[] BeginMark = new byte[] { (byte)strBegin };
    private readonly static byte[] EndMark = new byte[] { (byte)strEnd };

    public HLBeginEndMarkReceiveFilter() : base(BeginMark, EndMark)
    {
    }
    /// <summary>
    /// 这里解析的到的数据是会把头和尾部都给去掉的
    /// </summary>
    /// <param name="readBuffer"></param>
    /// <param name="offset"></param>
    /// <param name="length"></param>
    /// <returns></returns>
    protected override HLProtocolRequestInfo ProcessMatchedRequest(byte[] readBuffer, int offset, int length)
    {
      var HLData = new HLData();
      HLData.Head = strBegin;//自己定义开始符号
      HLData.Ping = readBuffer[offset];//数据，从第1位起，只有1个字节
      HLData.Lenght = BitConverter.ToUInt16(readBuffer, offset + 1);//数据长度，从第2位开始，2个字节
      HLData.FID = BitConverter.ToUInt32(readBuffer, offset + 3);//本终端ID，从第4位开始，5个字节
      HLData.Type = readBuffer[offset + 8];//目标类型，从第9位开始，1个字节
      HLData.SID = BitConverter.ToUInt32(readBuffer, offset + 9);//转发终端ID，从第10位开始，5个字节
      HLData.SendCount = BitConverter.ToUInt16(readBuffer, offset + 14);//发送包计数，从第15位开始，2个字节
      HLData.Retain = readBuffer.CloneRange(offset + 16, 6);//保留字段，从17位开始，6个字节
      HLData.Check = readBuffer[offset + 22];//异或校验，从23位开始，1个字节
      HLData.End = strEnd;//结束符号，自己定义
      return new HLProtocolRequestInfo(HLData);
    }
  }
}

HLBeginEndMarkReceiveFilter类

第八步、服务启动和停止

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using SuperSocket.SocketBase;
using SuperSocket.SocketBase.Protocol;
using SuperSocket.SocketEngine;
/****************************************************************
*  作者:黄昏前黎明后
*  CLR版本：4.0.30319.42000
*  创建时间：2017-01-19 00:02:17
*  2017
*  描述说明：服务启动和停止入口 
*
*  修改历史： 2017 -01-19 调整自定义mysession和myserver
*       2017 -01-23 通讯协议解析，直接使用入口注册事件
*
*****************************************************************/
namespace SuperSocketDemo
{
  class Program
  {
    /// <summary>
    /// SuperSocket服务启动或停止
    /// </summary>
    /// <param name="args"></param>
    static void Main(string[] args)
    {
      Console.WriteLine("请按任何键进行启动SuperSocket服务!");
      Console.ReadKey();
      Console.WriteLine();
      var HLProtocolServer = new HLProtocolServer();
      // 设置端口号
      int port = 2017;
      //启动应用服务端口
      if (!HLProtocolServer.Setup(port)) //启动时监听端口2017
      {
        Console.WriteLine("服务端口启动失败!");
        Console.ReadKey();
        return;
      }
      Console.WriteLine();
      //注册连接事件
      HLProtocolServer.NewSessionConnected += HLProtocolServer_NewSessionConnected;
      //注册请求事件
      HLProtocolServer.NewRequestReceived += HLProtocolServer_NewRequestReceived;
      //注册Session关闭事件
      HLProtocolServer.SessionClosed += HLProtocolServer_SessionClosed;
      //尝试启动应用服务
      if (!HLProtocolServer.Start())
      {
        Console.WriteLine("服务启动失败!");
        Console.ReadKey();
        return;
      }
      Console.WriteLine("服务器状态:" + HLProtocolServer.State.ToString());
      Console.WriteLine("服务启动成功，请按'E'停止服务!");
      while (Console.ReadKey().KeyChar != 'E')
      {
        Console.WriteLine();
        continue;
      }
      //停止服务
      HLProtocolServer.Stop();
      Console.WriteLine("服务已停止!");
      Console.ReadKey();
    }
    static void HLProtocolServer_SessionClosed(HLProtocolSession session, SuperSocket.SocketBase.CloseReason value)
    {
      Console.WriteLine(session.RemoteEndPoint.ToString() + "连接断开. 断开原因:" + value);
    }
    static void HLProtocolServer_NewSessionConnected(HLProtocolSession session)
    {
      Console.WriteLine(session.RemoteEndPoint.ToString() + " 已连接.");
    }
    /// <summary>
    /// 协议并没有什么太多复杂逻辑，不需要用到命令模式，直接用这种方式就可以了
    /// </summary>
    /// <param name="session"></param>
    /// <param name="requestInfo"></param>
    private static void HLProtocolServer_NewRequestReceived(HLProtocolSession session, HLProtocolRequestInfo requestInfo)
    {
      Console.WriteLine();
      Console.WriteLine("数据来源: " + session.RemoteEndPoint.ToString());
      Console.WriteLine("接收数据内容："+requestInfo.Body);
    }
  }
}

Program类

通讯协议需要使用小工具进行调试，本人使用的是TCP/UDP端口调试工具SocketTool V2.大家可以直接进行下载。使用HEX模式进行发送16进制报文，服务器输出结果：

本文参考官方文档内置的常用协议实现模版

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本文标题：C# 常用协议实现模版及FixedSizeReceiveFilter示例(SuperSocket入门)

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