C#下利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题（新手篇）
介于网络上充斥着大量的含糊其辞的Socket初级教程，扰乱着新手的学习方向，我来扼要的教一下新手应该怎么合理的处理Socket这个玩意儿。
一般来说，教你C#下Socket编程的老师，很少会教你如何解决Socket粘包、半包问题。
更甚至，某些师德有问题的老师，根本就没跟你说过Socket的粘包、半包问题是什么玩意儿。
直到有一天，你的Socket程序在传输信息时出现了你预期之外的结果（多余的信息、不完整的信息、乱码、Bug等等）。
任你喊了一万遍“喔嚓”，依旧是不知道问题出在哪儿！
好了，不说废话了，进入正题，包教包会，学不会，送路费。
如果你读到这篇文章了，想必你已经遇到了以上问题，情况再理想一点儿，其实你在原理上已经知道怎么解决这个问题了，只是不知道怎么动手。
那么，首先，你需要新建一个【消息协议类】，这个类我们暂定由5大属性组成，分别是：
【（①=1个byte）（②=1个byte]）（③=1个int）（④=1个byte[]）（⑤=1个byte[]）】
解释一下这个【消息协议类】：
（①=1个byte）：这个属性占1个字节，可以放一个0到254的正整数，我称作1号标志；
（②=1个byte）：这个属性占1个字节，可以放一个0到254的正整数，我称作2号标志。
那么1号标志和2号标志就有多达255×255个组合，我们用它来自定义这个消息对象的标志，比如，0-0表示登录请求消息，1-1表示物理攻击，1-2表示魔法攻击，3-0表示坐标移动；
（③=1个int）：这个属性占4个字节，可以放一个0到2147483647的正整数，它表示后面（④=1个byte[]）的长度，即实际发送的实质内容的长度；
（④=1个byte[]）：这个属性存着你要发送的全部实质内容消息体的字节，所以，你的消息体需要被转化为字节数组才可存放进去；
（⑤=1个byte[]）：这个属性存着一条完整信息之外【多余的消息体字节】。那么问题来了，什么是【多余的消息体字节】？先不忙往下看，自己思考一下这个问题，再继续往下看。
然后我们来解释一下这个【消息协议类】具体怎么用。
1，【消息发送方】先定义【消息协议类】①②属性，也就是随便写2个数，至于这两数代表什么含义，你自己定就行，这是为了消息接收方接受到消息后根据这个码来执行相应的逻辑；
2，【消息发送方】再将消息“装入”【消息协议类】的④属性，即实质消息内容；那么③属性也就随之有了，因为有了实质消息就算的出它的长度，这应该不难理解吧；
3，【消息发送方】将封装好的【消息协议类】转为byte[]，发送给【消息接收方】，我们把这道工序称作【封包】；
------------------------------------------------------
4，【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]时，先判断这个byte[]长度是否大于6，为什么是6？其实就是否大于①属性+②属性+③属性的长度之和（2个byte是2字节，1个int是4字节，2+6=6），
如果byte[]长度小于6，说明没收到有效消息，则【消息接收方】就循环继续接收；
5，【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]长度如果大于等于6了！！则将byte[]还原为【消息协议类】对象；
6，循环判断【消息发送方】发来的byte[]长度减去6之后的值是否大于等于【消息协议类】对象③的值，如果大于等于，则把④属性拆出来，这就得到了一个刚刚好完整的消息，不多也不少。我们就把这道工序称作【拆包】。，
7，那么⑤这个【多余的消息体字节】是干嘛用的呢？？上一步当中，如果byte[]信息刚好是一个完整长度，自然用不到⑤了，但是在网络传输中byte[]肯定不会永远那么刚好了，所以当byte[]长度大于一个完整消息时，我们就把多余的byte放入⑤当中，和下次新接收的byte[]依次拼合在一起，再次进行【拆包】的循环，保证数据的完整性和独立性。
8，好了，以上过程就是利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题，接下来你可以在发送方以非常频繁的发送频率来发送信息，接收方依然会规规矩矩完完整整的以正确的姿势来接收消息了。最下面是要点代码，相信聪明的你一定学会了，如果还没学会，可以加我QQ：119945778，包教包会，不然我还得送路费不是...
9，补充一点，很多看了我这个帖子的朋友，是做硬件设备的，整了半天没整明白，这篇的逻辑主要是做IM、网络游戏等应用居多的一种逻辑，而硬件开发中很多都是一条消息使用 \r\n 来作结束标记的，实现逻辑其实更简单粗暴一些，不需要像现在这么麻烦的，这类简单粗暴的处理办法我以为比较容易找参考资料，所以没有兼顾，今天（2021-01-23）又有个朋友加我QQ问这方面的，已经有几十个了，所以我干脆再写一篇 \r\n 作结束标记的吧↓
《C#下利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题（\r\n作结尾篇）》https://www.cnblogs.com/sungong1987/p/14317579.html
下面是源码时间：
1 /// <summary> 2 /// 【消息协议】=【协议一级标志】+【协议二级标志】+【实际消息长度】+【实际消息内容】+【多余的消息内容】 3 /// </summary> 4 public class MessageXieYi 5 { 6 #region 自定义 7 #region 协议一级标志，值 = (0 至 254 ) 8 private byte xieYiFirstFlag; 9 /// <summary> 10 /// 协议类别，值 = ( 0 直 254 ) 11 /// </summary> 12 public byte XieYiFirstFlag 13 { 14 get { return xieYiFirstFlag; } 15 set { xieYiFirstFlag = value; } 16 } 17 #endregion 18 19 #region 协议二级标志，值 = (0 至 254 ) 20 private byte xieYiSecondFlag; 21 /// <summary> 22 /// 协议二级标志，值 = (0 至 254 ) 23 /// </summary> 24 public byte XieYiSecondFlag 25 { 26 get { return xieYiSecondFlag; } 27 set { xieYiSecondFlag = value; } 28 } 29 #endregion 30 31 #region 实际消息长度 32 private int messageContentLength; 33 /// <summary> 34 /// 实际消息长度 35 /// </summary> 36 public int MessageContentLength 37 { 38 get { return messageContentLength; } 39 set { messageContentLength = value; } 40 } 41 #endregion 42 43 #region 实际消息内容 44 private byte[] messageContent = new byte[] { }; 45 /// <summary> 46 /// 实际消息内容 47 /// </summary> 48 public byte[] MessageContent 49 { 50 get { return messageContent; } 51 set { messageContent = value; } 52 } 53 #endregion 54 55 #region 多余的Bytes 56 private byte[] duoYvBytes; 57 /// <summary> 58 /// 多余的Bytes 59 /// </summary> 60 public byte[] DuoYvBytes 61 { 62 get { return duoYvBytes; } 63 set { duoYvBytes = value; } 64 } 65 66 #endregion 67 #endregion 68 69 #region 构造函数两个 70 public MessageXieYi() 71 { 72 // 73 } 74 75 public MessageXieYi(byte _xieYiFirstFlage, byte _xieYiSecondFlage, byte[] _messageContent) 76 { 77 xieYiFirstFlag = _xieYiFirstFlage; 78 xieYiFirstFlag = _xieYiSecondFlage; 79 messageContentLength = _messageContent.Length; 80 messageContent = _messageContent; 81 } 82 #endregion 83 84 #region MessageXieYi 转换为 byte[] 85 /// <summary> 86 /// MessageXieYi 转换为 byte[] 87 /// </summary> 88 /// <returns></returns> 89 public byte[] ToBytes() 90 { 91 byte[] _bytes; //自定义字节数组，用以装载消息协议 92 93 using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream()) //创建内存流 94 { 95 BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(memoryStream); //以二进制写入器往这个流里写内容 96 97 binaryWriter.Write(xieYiFirstFlag); //写入协议一级标志，占1个字节 98 binaryWriter.Write(xieYiSecondFlag); //写入协议二级标志，占1个字节 99 binaryWriter.Write(messageContentLength); //写入实际消息长度，占4个字节 100 101 if (messageContentLength > 0) 102 { 103 binaryWriter.Write(messageContent); //写入实际消息内容 104 } 105 106 _bytes = memoryStream.ToArray(); //将流内容写入自定义字节数组 107 108 binaryWriter.Close(); //关闭写入器释放资源 109 } 110 111 return _bytes; //返回填充好消息协议对象的自定义字节数组 112 } 113 #endregion 114 115 #region byte[] 转换为 MessageXieYi 116 /// <summary> 117 /// byte[] 转换为 MessageXieYi 118 /// </summary> 119 /// <param name="buffer">字节数组缓冲器。</param> 120 /// <returns></returns> 121 public static MessageXieYi FromBytes(byte[] buffer) 122 { 123 int bufferLength = buffer.Length; 124 125 MessageXieYi messageXieYi = new MessageXieYi(); 126 127 using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(buffer)) //将字节数组填充至内存流 128 { 129 BinaryReader binaryReader = new BinaryReader(memoryStream); //以二进制读取器读取该流内容 130 131 messageXieYi.xieYiFirstFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议一级标志，读1个字节 132 messageXieYi.xieYiSecondFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议二级标志，读1个字节 133 messageXieYi.messageContentLength = binaryReader.ReadInt32(); //读取实际消息长度，读4个字节 134 135 //如果【进来的Bytes长度】大于【一个完整的MessageXieYi长度】 136 if ((bufferLength - 6) > messageXieYi.messageContentLength) 137 { 138 messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容，从第7个字节开始读 139 messageXieYi.duoYvBytes = binaryReader.ReadBytes(bufferLength - 6 - messageXieYi.messageContentLength); 140 } 141 142 //如果【进来的Bytes长度】等于【一个完整的MessageXieYi长度】 143 if ((bufferLength - 6) == messageXieYi.messageContentLength) 144 { 145 messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容，从第7个字节开始读 146 } 147 148 binaryReader.Close(); //关闭二进制读取器，是否资源 149 } 150 151 return messageXieYi; //返回消息协议对象 152 } 153 #endregion 154 }
1 /// <summary> 2 /// 按照先后顺序合并字节数组类 3 /// </summary> 4 public class CombineBytes 5 { 6 /// <summary> 7 /// 按照先后顺序合并字节数组，并返回合并后的字节数组。 8 /// </summary> 9 /// <param name="firstBytes">第一个字节数组</param> 10 /// <param name="firstIndex">第一个字节数组的开始截取索引</param> 11 /// <param name="firstLength">第一个字节数组的截取长度</param> 12 /// <param name="secondBytes">第二个字节数组</param> 13 /// <param name="secondIndex">第二个字节数组的开始截取索引</param> 14 /// <param name="secondLength">第二个字节数组的截取长度</param> 15 /// <returns></returns> 16 public static byte[] ToArray(byte[] firstBytes, int firstIndex, int firstLength, byte[] secondBytes, int secondIndex, int secondLength) 17 { 18 using (MemoryStream ms = new MemoryStream()) 19 { 20 BinaryWriter bw = new BinaryWriter(ms); 21 bw.Write(firstBytes, firstIndex, firstLength); 22 bw.Write(secondBytes, secondIndex, secondLength); 23 24 bw.Close(); 25 bw.Dispose(); 26 27 return ms.ToArray(); 28 } 29 } 30 }
1 byte[] msgBytes = Encoding.Unicode.GetBytes("要发送的消息"); 2 MessageXieYi msgXY = new MessageXieYi(0, 0, msgBytes); 3 networkStream.Write(msgXY.ToBytes(), 0, msgXY.ToBytes().Length);
1 #region 线程执行体,接收消息 2 /// <summary> 3 /// 线程执行体,接收消息 4 /// </summary> 5 /// <param name="obj">传递给线程执行体的用户名，用以与用户通信</param> 6 private void ThreadReceive(object obj) 7 { 8 //通过用户名找出已经保存在哈希表里的Socket 9 Socket savedSocket = hashtable_UserNameToSocket[obj] as Socket; 10 11 MessageXieYi msgXY = new MessageXieYi(); 12 13 byte[] buffer = new byte[64];//定义一个大小为64的缓冲区 14 //byte[] receivedBytes = new byte[] { }; 15 byte[] newBuffer = new byte[] { };//大小可变的缓存器 16 17 int receivedLength; 18 int availableLength;//没什么实际意义，就是为了方便理解Socket传输机制 19 20 while (true) 21 { 22 try 23 { 24 buffer = new byte[64]; 25 26 for (int i = 0; i < 10; i++) 27 { 28 availableLength = savedSocket.Available; 29 30 Console.WriteLine("【循环判断有多少可读Bytes】savedSocket.Available[" + i + "]=" + availableLength);//没实际意义，就是来个直观感受Socket的原理 31 } 32 33 Console.WriteLine("【可变缓存器大小】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length); 34 35 receivedLength = savedSocket.Receive(buffer); 36 37 Console.WriteLine("【接收到数据】buffer.Length=" + receivedLength); 38 39 newBuffer = CombineBytes.ToArray(newBuffer, 0, newBuffer.Length, buffer, 0, receivedLength); 40 41 Console.WriteLine("【将接收到的数据追加在newBuffer后】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length); 42 43 if (newBuffer.Length < 6) 44 { 45 Console.WriteLine("newBuffer.Length=" + newBuffer.Length + "< 6 \t -> \t continue"); 46 continue; 47 } 48 else //newBuffer.Length >= 6 49 { 50 //取msgXY包头部分 51 msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer); 52 int firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag; 53 int secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag; 54 int msgContentLength = msgXY.MessageContentLength; 55 56 57 //判断去掉msgXY包头剩下的长度是否达到可以取包实质内容 58 while ((newBuffer.Length - 6) >= msgContentLength) 59 { 60 Console.WriteLine("【newBuffer去掉包头的长度=" + (newBuffer.Length - 6) + "】>=【" + "包实质内容长度=" + msgContentLength + "】"); 61 msgXY = null; 62 msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer); 63 Console.WriteLine("\n【拆包】=" + Encoding.Unicode.GetString(msgXY.MessageContent) + "\n"); 64 65 newBuffer = msgXY.DuoYvBytes; 66 Console.WriteLine("【剩余的newBuffer】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length); 67 68 if (newBuffer.Length >= 6) 69 { 70 msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer); 71 firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag; 72 secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag; 73 msgContentLength = msgXY.MessageContentLength; 74 continue; 75 } 76 else 77 { 78 break; 79 } 80 } 81 } 82 83 availableLength = savedSocket.Available; 84 Console.WriteLine("savedSocket.Available=" + availableLength + "\n\n\n\n"); 85 86 continue; 87 } 88 catch 89 { 90 //异常处理 91 } 92 } 93 } 94 #endregion
