2025-05-07 Unity 网络基础8——UDP同步异步通信

文章目录

1 UDP 概述
- 1.1 通信流程
- 1.2 TCP 与 UDP
- 1.3 UDP 分包
- 1.4 UDP 黏包
2 同步通信
- 2.1 服务端
- 2.2 客户端
- 2.3 测试
3 异步通信
- 3.1 Bgin / End 方法
- 3.2 Async 方法

1 UDP 概述

1.1 通信流程

客户端和服务端的流程如下：

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

1.2 TCP 与 UDP

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()

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()

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 informationusing 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。

3 异步通信

3.1 Bgin / End 方法

BeginSendTo()

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()

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EndPointEndPoint 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EndPointsocket.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()

ReceiveFromAsync()

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EndPointEndPoint 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");}}}
}