简单联网

gxh大约 4 分钟MMO游戏开发c#unity

unity/c++ mmo大型多人在线游戏开发系列教程，本节代码在此。

我们先打通客户端与服务端的通信链路，目前先使用TCP。

UI

简单创建了一个登录UI。

NetworkManager

我们创建一个NetworkManager脚本来管理与服务器之间的通信。

在场景中创建一个空物体，挂载NetworkManager。

异步

对于网络的操作，无论是connect，还是read/write，都有可能造成线程的阻塞。

有多种方式可以解决阻塞的问题，对于connect，可以使用TcpClient::ConnectAsync，比较直观，而read/write则可以放到单独的线程中。

    public async void Connect(string host, int port, Action<bool> connectCallback)
    {
        Debug.Log("connecting to server");
        _isConnected = await ConnectAsync(host, port, ConnectTimeoutMs);
        connectCallback(_isConnected);

        if (_isConnected)
        {
            Task sendTask = Task.Run(() => { SendThreadFunc(); });
            Task readTask = Task.Run(() => { RecvThreadFunc(); });
            Task.WhenAll(sendTask, readTask);
        }
    }

    public void Send(string msg)
    {
        Debug.Log("Send: " + msg);
        byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
        _sendBuffer.Send(bytes);
    }

    private void SendThreadFunc()
    {
        while (_isConnected)
        {
            if (_sendBuffer.Empty())
            {
                Thread.Sleep(100);
            }
            else
            {
                try
                {
                    _sendBuffer.Flush(_stream);
                }
                catch (Exception e)
                {
                    Debug.LogError(e.ToString());
                    Close();
                    break;
                }
            }
        }
    }

    private void RecvThreadFunc()
    {
        byte[] buffer = new byte[2048];
        while (_isConnected)
        {
            try
            {
                int nReads = _stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
                if (nReads == 0)
                    break;
                string msg = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, nReads);
                Debug.Log("Recv: " + msg);
            }
            catch (Exception e)
            {
                Debug.LogError(e.ToString());
                break;
            }
        }
    }

网上很多示例都没有单独的发送线程，但其实发送也有可能阻塞，例如服务器繁忙，一直没有处理数据包，导致tcp接收窗口为0，当客户端的tcp发送缓冲区也用光时，发送就会阻塞了。因此，这里使用了一个SendBuffer，用于主线程与发送线程的同步。

极简服务端

到现在为止，我们已经可以跟服务器建立连接，然后收发数据了。但目前还未正式进入服务器的部分，为了测试，可以先用python写一个极简的server。

先实现一个简单的echo服务好了，即客户端发送的消息都是utf-8编码的字符串，服务端收到后会原封不动地发回去:

# Echo server program
import socket

HOST = ''                 # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 1988               # Arbitrary non-privileged port
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(1)

conn, addr = s.accept()
print('Connected by ', addr)
while 1:
  data = conn.recv(1024)
  if not data: break
  conn.sendall(data)
conn.close()

然后我们新建一个NetworkComponent组件，监听按键E的按下消息，每按一次，就调用NetworkManager::Send发送一条消息:

    void Update()
    {
        if (Input.GetKey(KeyCode.E))
        {
            NetworkManager.Instance.Send("hello");
        }
    }

把这个组件挂在主角上，测试一下:

消息格式

仔细观察上面日志的输出，会发现有时客户端多条分开发送的hello，被合并发回来了。

这是因为tcp并不知道消息的边界，多条消息可能会被合并到同个tcp数据包发送，甚至一条消息也有可能被分成几个连续的tcp包发送，例如消息的长度超过了tcp连接的MSS(最大分段大小)。

这也导致上层调用read的时候，并不保证能获取到一条单独完整的消息。因此，我们要自己来处理。

最简单的方法是给消息添加一个大小，我们可以规定，每条消息的头2个字节代表了这条消息带的字符串的长度，并且规定这2个字节以小端字节序编码，即：

| length of the following string (2 bytes) | utf-8 encoding string |

客户端以此规则修改一下发送和接收的代码，就能正确地分割消息:

    public void Send(string msg)
    {
        Debug.Log("Send: " + msg);
        using (MemoryStream mem = new MemoryStream())
        {
            using (BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(mem))
            {
                byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);

                UInt16 msgLen = (UInt16)bytes.Length;
                // 现在要先写入字符串长度
                binaryWriter.Write(msgLen);
                binaryWriter.Write(bytes);
            }
            byte[] data = mem.ToArray();
            _sendBuffer.Send(data);
        }
    }

    private void RecvThreadFunc()
    {
        byte[] buffer = new byte[2048];
        while (_isConnected)
        {
            try
            {
                int nReads = _stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
                if (nReads == 0)
                    break;

                byte[][] msgs = _recvBuffer.Recv(buffer, nReads);

                foreach (byte[] bytes in msgs)
                {
                    string msg = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
                    Debug.Log("Recv: " + msg);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Debug.LogError(e.ToString());
                break;
            }
        }

        if (_isConnected)
            OnLostServer();
    }

发送部分很简单，在发送时写入字符串长度即可。注意我们并没有刻意去处理小端字节序，毕竟现在小端字节序几乎已经统一世界了，整数在内存中本身就已经是小端字节序了。

接收部分则是添加了一个RecvBuffer，用于缓存数据并提取出一条一条独立完整的消息。

服务端倒不用改，毕竟它没有单独处理每一条消息的必要，只需要把数据原样返回就够了。

正式服务端

如果你有去看我github上的代码，会发现没有上面那个python的服务器代码。那是因为从一开始，我对服务端的规划就是c++来写底层，或许会嵌入python写玩法逻辑。

使用c++主要是为了性能，后续还会有aoi、寻路、动画、物理等模块要实现。而嵌入python是为了开发效率与动态热更新，玩法逻辑会经常变动，用python写会方便很多。

或许也可以直接用c#一步到位吧，但我对c#不熟。（说得好像对c++很熟似的）

下一章正式进入服务端的环节。