1.项目说明

2.Socket通信

2.1C#实现socket通信

2.2python实现socket通信

3.结果

3.1C#socket通信结果

3.2python和C# socket通信结果

1.项目说明

项目使用unity3D搭建环境，并通过python程序控制unity环境。在控制过程中，需要使用socket通信将python处理后的数据发送到unity环境中。由于第一次接触socket通信，因此，首先使用C#搭建了客户端和服务器端进行实验，然后使用python搭建服务器，C#搭建客户端进行实验，最后在unity上进行测试。由于unity和python程序都运行在同一台电脑上，我们使用IP地址为127.0.0.1。整个通信过程是，建立连接后，客户端向服务器端发送字符串“location”，服务器端接收到字符串后，将一个坐标发送到客户端。

2.Socket通信

Socket封装了TCP/IP协议，可以视为TCP/IP协议向程序员开发所提供的接口，从而简化了网络编程。Socket在网络通信中的位置如图所示。

2.1C#实现socket通信

我们使用的是异步socket通信，主要流程为建立socket连接，收发数据，关闭连接。

（1）引入命名空间

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

（2）建立socket对象和事件状态

由于异步通信，当socket进行通信时，主线程将会执行后面的内容。但后面的程序可能需要在 socket通信之后才能进行，因此需要事件状态来阻塞主线程的运行。

public Socket clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);public static ManualResetEvent allDone = new ManualResetEvent(false);private static ManualResetEvent receiveDone =new ManualResetEvent(false);private static ManualResetEvent connectDone = new ManualResetEvent(false);private static ManualResetEvent sendDone =new ManualResetEvent(false);private static String response = String.Empty;static void Main(string[] args)

（3）建立socket连接

biginconnect对远程主机发送建立连接的异步请求，这里异步方法除了一般的参数外，还有两个参数，一个是回调函数，另一个是状态对象，状态对象向回调函数提供异步通信的状态，对应于回调函数中的参数IAsyncResult。IAsyncResult是接口，里面有几个属性用来查看可以查看异步操作的状态：AsyncState 获取用户定义的对象，它限定或包含关于异步操作的信息。回调函数主要对后续任务和通信的状态进行处理。回调函数中，应调用 EndConnect 方法。当应用程序调用 BeginConnect 时，系统将使用单独的线程执行指定的回调方法，并在 EndConnect 上一直阻止到 Socket成功连接或引发异常为止。此外，我们不希望在建立socket连接时，主线程执行其他任务，因此主线程中使用waitone进行阻塞。当需要原始线程继续执行时，在回调方法中调用ManualResetEvent 的 Set 方法。

string address = "127.0.0.1";IPAddress hostIP = IPAddress.Parse(address);int port = 50088;clientSocket.BeginConnect(hostIP, port, new AsyncCallback(connectCallback), clientSocket);connectDone.WaitOne();private void connectCallback(IAsyncResult asyncConnect){try{Socket client = (Socket)asyncConnect.AsyncState;client.EndConnect(asyncConnect);Console.WriteLine("Socket connected to {0}", client.RemoteEndPoint.ToString());// Signal that the connection has been made.     connectDone.Set();}catch (Exception e){Console.WriteLine(e.ToString());}}

（4）发送数据

在成功建立连接后，客户端向服务器发送字符串“location”，首先将字符串进行ASCII编码，并调用异步方法beginsend发送数据，该异步方法同样有回调函数，对发送状态进行处理，解除主线程的阻塞。

Send(clientSocket, content);sendDone.WaitOne();private static void Send(Socket handler, String data){// Convert the string data to byte data using ASCII encoding.     byte[] byteData = Encoding.ASCII.GetBytes(data);// Begin sending the data to the remote device.     handler.BeginSend(byteData, 0, byteData.Length, 0, new AsyncCallback(SendCallback), handler);}private static void SendCallback(IAsyncResult ar){try{// Retrieve the socket from the state object.     Socket handler = (Socket)ar.AsyncState;// Complete sending the data to the remote device.     int bytesSent = handler.EndSend(ar);Console.WriteLine("Sent {0} bytes to server.", bytesSent);sendDone.Set();}catch (Exception e){Console.WriteLine(e.ToString());}}

（5）接收数据

服务器接收到“location”后，将坐标（12.3，13.6）发送给客户端。因此客户端开始接收数据。首先创建stateobject对象存放接收的数据对象，然后调用异步方法beginreceive。在回调函数中，由于传送的数据量可能大于buffer容量，因此需要多次读取，才能接收到全部的数据，因此使用if (state.sb.Length > 1)进行判断，如果满足条件，则再次调用beginrreceive方法。

 Receive(clientSocket);receiveDone.WaitOne();
private static void Receive(Socket client){try{// Create the state object.     StateObject state = new StateObject();state.workSocket = client;// Begin receiving the data from the remote device.     Console.WriteLine("async receive location");client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state);}catch (Exception e){Console.WriteLine(e.ToString());}}private static void ReceiveCallback(IAsyncResult ar){try{// Retrieve the state object and the client socket     // from the asynchronous state object.     StateObject state = (StateObject)ar.AsyncState;Socket client = state.workSocket;// Read data from the remote device.     int bytesRead = client.EndReceive(ar);if (bytesRead > 0){// There might be more data, so store the data received so far.     state.sb.Append(Encoding.ASCII.GetString(state.buffer, 0, bytesRead));// Get the rest of the data.     client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state);}else{// All the data has arrived; put it in response.     if (state.sb.Length > 1){response = state.sb.ToString();Console.WriteLine(response.ToString());}// Signal that all bytes have been received.     receiveDone.Set();}}catch (Exception e){Console.WriteLine(e.ToString());}}

（6）关闭套接字连接

项目中仅需要进行坐标的传递，在接收到坐标后即可关闭套接字连接。clientSocket.Shutdown通知服务器端或客户端停止接收和发送数据，参数SocketShutdown.Both意味着客服端和服务器端都停止。

clientSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);clientSocket.Close();

（7）服务器端

以上操作都是针对客户端的，而服务器端收发数据的操作也大致相同，服务器端和客户端的套接字对应相同的IP和端口，其余主要的区别是套接字建立连接时的操作不同。服务器端需要将套接字和IP端口绑定。BeginAccept开始一个异步操作来接受一个传入的连接尝试。回调函数中，套接字连接成功后，从客户端接收数据，接收到“location”时，再将坐标发送过。

IPAddress local = IPAddress.Parse("127.0.0.1");IPEndPoint iep = new IPEndPoint(local, 50088);server.Bind(iep);server.Listen(100);while (true){allDone.Reset();Console.WriteLine("Waiting for a connection...");server.BeginAccept(new AsyncCallback(Acceptcallback), server);allDone.WaitOne();}
public static void Acceptcallback(IAsyncResult iar){// Signal the main thread to continue.     //还原传入的原始套接字Socket listener = (Socket)iar.AsyncState;//在原始套接字上调用EndAccept方法，返回新的套接字Socket handler = listener.EndAccept(iar);// Create the state object.     StateObject state = new StateObject();state.workSocket = handler;handler.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state);receiveDone.WaitOne();allDone.Set();// Create the state object.     //StateObject state = new StateObject();//state.workSocket = handler;//handler.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReadCallback), state);}

（8）C#代码链接

https://github.com/wzyzyw/Socket

2.2python实现socket通信

python主要介绍关于服务器端的创建。

（1）创建socket对象并绑定IP端口

s=socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',50088))
s.listen()

（2）接收客户端的请求连接

accept()接受一个客户端的连接请求，并返回一个新的套接字，与客户端通信是通过这个新的套接字上发送和接收数据来完成的。

c, addr = s.accept()

（3）从套接字读取数据并发送数据

c.recv(1024).decode('ascii')c.send(str_content.encode('ascii'))

（4）完整python代码

import sockets=socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',50088))
s.listen()
sync_robot_loc=[12.3,13.6]
def def_socket_thread():# global loop# loop = asyncio.get_event_loop()try:while True:c, addr = s.accept()content = read_from_client(c)if content.find('location') > -1:global sync_robot_locprint('receive request')print('sycn position=', sync_robot_loc)x = sync_robot_loc[0]y = sync_robot_loc[1]str_content = 'x=' + str(x) + ',y=' + str(y)c.send(str_content.encode('ascii'))print('finish location send')else:print('no request')except IOError as e:print(e.strerror)print('start socket thread!!!')def read_from_client(c):try:return c.recv(1024).decode('ascii')except IOError as e:# 如果异常的话可能就是会话中断 那么直接删除print(e.strerror)if __name__=='__main__':def_socket_thread()

3.结果

3.1C#socket通信结果

consoleapp1是客户端显示的结果，consoleapp2是服务器端显示的结果，意味着成功实现了socket通信。

3.2python和C# socket通信结果

下图是python服务器端的结果

下图是C#客户端的结果

意味着成功实现了socket通信。

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C#和Python的Socket通信

1.项目说明

2.Socket通信

2.1C#实现socket通信

2.2python实现socket通信

3.结果

3.1C#socket通信结果

3.2python和C# socket通信结果

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