开源的C#实现WebSocket协议客户端和服务器websocket-sharp组件解析

  很久没有写博客了（至少自己感觉很长时间没有写了），没办法啊，楼主也是需要生活的人啊，这段一直都在找工作什么的。（整天催我代码的人，还望多多谅解啊，我会坚持写我们的项目的，还是需要相信我的，毕竟这是一个耗时耗力的事情，需要所有参与者都坚持的事情。）

  上面扯淡完毕后，下面进入我们今天的整体。看到这篇博客的题目，估计很多人都会问，这个组件是不是有些显的无聊了，说到web通信，很多人都会想到ASP.NET SignalR，或者Nodejs等等，实现web的网络实时通讯。有关于web实时通信的相关概念问题，在这里就不再做具体的介绍了，有兴趣的可以自行百度。

  下面我们介绍一款WebSocket组件websocket-sharp的相关内容。

一.websocket-sharp组件概述

    websocket-sharp是一个C#实现websocket协议客户端和服务端，websocket-sharp支持RFC 6455；WebSocket客户端和服务器；消息压缩扩展；安全连接；HTTP身份验证；查询字符串，起始标题和Cookie；通过HTTP代理服务器连接；.NET Framework 3.5或更高版本（包括兼容环境，如Mono）。

    websocket-sharp是一个单一的组件，websocket-sharp.dll。websocket-sharp是用MonoDevelop开发的。所以建立一个简单的方式是打开websocket-sharp.sln并使用MonoDevelop中的任何构建配置（例如Debug）运行websocket-sharp项目的构建。

    上面介绍了.NET项目中添加websocket-sharp组件，如果想向Unity项目中使用该DLL ，则应将其添加到Unity Editor中的项目的任何文件夹。在Unity的项目中，Unity Free有一些约束：Webplayer的安全沙箱（Web Player中不提供该服务器）；WebGL网络（ WebGL中不可用）；不适用于此类UWP；对System.IO.Compression的有限支持（压缩扩展在Windows上不可用）；iOS / Android的.NET Socket支持（如果您的Unity早于Unity 5，则需要iOS / Android Pro）；适用于iOS / Android的.NET API 2.0兼容级别。适用于iOS / Android的.NET API 2.0兼容性级别可能需要在.NET 2.0之后修复缺少某些功能，例如System.Func<...>代理（因此我已将其添加到该资产包中）。

二.websocket-sharp组件使用方法

    1.WebSocket客户端

using System;
using WebSocketSharp;

namespace Example
{
  public class Program
  {
    public static void Main (string[] args)
    {
      using (var ws = new WebSocket ("ws://dragonsnest.far/Laputa")) {
        ws.OnMessage += (sender, e) =>
            Console.WriteLine ("Laputa says: " + e.Data);

        ws.Connect ();
        ws.Send ("BALUS");
        Console.ReadKey (true);
      }
    }
  }
}

     由上面的代码示例中，使用WebSocketWebSocket URL 创建类的新实例来连接。一个WebSocket.OnOpen当WebSocket连接已经建立发生的事件。WebSocket.OnMessage当发生事件WebSocket接收消息。一个WebSocket.OnClose当WebSocket的连接已关闭发生的事件。如果要异步连接到服务器，应该使用该WebSocket.ConnectAsync ()方法。可以使用WebSocket.Send (string)，WebSocket.Send (byte[])或WebSocket.Send (System.IO.FileInfo)方法来发送数据。如果您想要异步发送数据，则应该使用该WebSocket.SendAsync方法。如果要明确地关闭连接，应该使用该WebSocket.Close方法。

    2.WebSocket服务器

using System;
using WebSocketSharp;
using WebSocketSharp.Server;

namespace Example
{
  public class Laputa : WebSocketBehavior
  {
    protected override void OnMessage (MessageEventArgs e)
    {
      var msg = e.Data == "BALUS"
                ? "I've been balused already..."
                : "I'm not available now.";

      Send (msg);
    }
  }

  public class Program
  {
    public static void Main (string[] args)
    {
      var wssv = new WebSocketServer ("ws://dragonsnest.far");
      wssv.AddWebSocketService<Laputa> ("/Laputa");
      wssv.Start ();
      Console.ReadKey (true);
      wssv.Stop ();
    }
  }
}

    以通过创建继承WebSocketBehavior该类的类定义任何WebSocket服务的行为。可以WebSocketServer通过使用WebSocketServer.AddWebSocketService<TBehaviorWithNew> (string)或WebSocketServer.AddWebSocketService<TBehavior> (string, Func<TBehavior>)方法将任何WebSocket服务添加到服务的指定行为和路径。wssv.Start ();启动WebSocket服务器。wssv.Stop (code, reason);停止WebSocket服务器。

    3.消息压缩

ws.Compression = CompressionMethod.Deflate;

    4.HTTP身份验证

ws.SetCredentials ("nobita", "password", preAuth);

    5.通过HTTP代理服务器连接

var ws = new WebSocket ("ws://example.com");
ws.SetProxy ("http://localhost:3128", "nobita", "password");

三.websocket-sharp组件核心对象解析

    1.WebSocket.Send()：

    private bool send (Opcode opcode, Stream stream)
    {
      lock (_forSend) {
        var src = stream;
        var compressed = false;
        var sent = false;
        try {
          if (_compression != CompressionMethod.None) {
            stream = stream.Compress (_compression);
            compressed = true;
          }
          sent = send (opcode, stream, compressed);
          if (!sent)
            error ("A send has been interrupted.", null);
        }
        catch (Exception ex) {
          _logger.Error (ex.ToString ());
          error ("An error has occurred during a send.", ex);
        }
        finally {
          if (compressed)
            stream.Dispose ();
          src.Dispose ();
        }
        return sent;
      }
    }

    使用WebSocket连接发送指定的数据，该方法存在多个重载版本，并且该方法也有异步实现。该方法返回一个布尔类型的参数，表示本次信息是否发送成功。该方法接受两个参数，Opcode是一个枚举类型，表示WebSocket框架类型。该枚举类型值有Cont(等于数值0.表示连续帧)，Text(相当于数值1.表示文本框)，Binary(相当于数值2.表示二进制帧)，Close(相当于数值8.表示连接关闭框架)，Ping(相当于数值9.表示ping帧)，Pong(相当于数值10.指示pong框)。stream表示一个流对象。该方法设置了锁操作，防止并发时出现死锁问题。不过看到代码中对异常的捕获还是有些问题，该方法是直接捕获exception异常，这样会导致程序捕获代码块中的所有异常，这样会影响代码的稳定性和代码的可修复性，异常捕获的最好处理方式是将程序进行恢复。

    2.WebSocket.CloseAsync()：

public void CloseAsync (CloseStatusCode code, string reason)
    {
      string msg;
      if (!CheckParametersForClose (code, reason, _client, out msg)) {
        _logger.Error (msg);
        error ("An error has occurred in closing the connection.", null);

        return;
      }
      closeAsync ((ushort) code, reason);
    }

    该方法以指定的方式异步关闭WebSocket连接，该方法接受两个参数，CloseStatusCode表示关闭原因的状态码，该参数是一个枚举类型。reason表示关闭的原因。大小必须是123字节或更少。if (!CheckParametersForClose (code, reason, _client, out msg))检查参数关闭。

    3.WebSocket.createHandshakeRequest()：

 private HttpRequest createHandshakeRequest()
        {
            var ret = HttpRequest.CreateWebSocketRequest(_uri);
            var headers = ret.Headers;
            if (!_origin.IsNullOrEmpty())
                headers["Origin"] = _origin;
            headers["Sec-WebSocket-Key"] = _base64Key;
            _protocolsRequested = _protocols != null;
            if (_protocolsRequested)
                headers["Sec-WebSocket-Protocol"] = _protocols.ToString(", ");
            _extensionsRequested = _compression != CompressionMethod.None;
            if (_extensionsRequested)
                headers["Sec-WebSocket-Extensions"] = createExtensions();
            headers["Sec-WebSocket-Version"] = _version;
            AuthenticationResponse authRes = null;
            if (_authChallenge != null && _credentials != null)
            {
                authRes = new AuthenticationResponse(_authChallenge, _credentials, _nonceCount);
                _nonceCount = authRes.NonceCount;
            }
            else if (_preAuth)
            {
                authRes = new AuthenticationResponse(_credentials);
            }
            if (authRes != null)
                headers["Authorization"] = authRes.ToString();
            if (_cookies.Count > 0)
                ret.SetCookies(_cookies);
            return ret;
        }

     该方法用于客户端创建一个websocket请求，创建握手请求。var ret = HttpRequest.CreateWebSocketRequest(_uri);根据传入的uri调用HttpRequest的方法创建请求。该方法主要操作http头部信息，创建请求。

四.总结

   对于这个组件，个人感觉还是有一些用，这个组件很好的实现了websocket，这里也只是简单的介绍，需要使用的同学，可以自取，因为该组件是开源的，所以一些实际情况中可以自行修改源码，达到最大限度的扩展性。在项目的技术选择中，个人比较主张开源免费的框架和组件，不仅是项目预算的问题，更有方便扩展的作用。