C#高性能大容量SOCKET并发（八）：通讯协议

协议种类

开发Socket程序有两种协议类型，一种是用文本描述的，类似HTTP协议，定义字符集，好处是兼容性和调试方便，缺点是解析文本会损耗一些性能；一种是用Code加结构体，定义字节顺序，好处是性能高，缺点是兼容性和调试不方便。这个可以根据应用场景灵活选择，如果您的应用相对稳定，需求变化少，性能要求高，则可以使用Code加结构体的方式。如果您的应用需要不停的扩充功能，但是对性能要求不苛刻，则可以使用文本解析的方式。这两种协议有两个比较典型的应用场景，Code加结构体更多应用在中间件上，因为协议的封装都是透明的，不需要联调，而且性能要求较高；文本解析则更多应用在外部交互上，如和设备、手机通讯，需要联调，但是性能要求没那么高。

我们Demo是采用文本解析的方式，具体可以根据应用灵活选择。

定义协议有以下注意点（方便不同平台接入）。

字节顺序

不同硬件平台或操作系统下，字节顺序是不一致的，有的是高位在前，低位在后，有的则是低位在前。Windows是低位在前，高位在后，每个平台下都有函数实现字节转换。TCP/IP定义的字节顺序是高位在前、低位在后，可以使用IPAddress类的

        //
        // 摘要:
        //     将整数值由网络字节顺序转换为主机字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   network:
        //     以网络字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以主机字节顺序表示的整数值。
        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
        public static int NetworkToHostOrder(int network);
        //
        // 摘要:
        //     将长值由网络字节顺序转换为主机字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   network:
        //     以网络字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以主机字节顺序表示的长值。
        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
        public static long NetworkToHostOrder(long network);
        //
        // 摘要:
        //     将短值由网络字节顺序转换为主机字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   network:
        //     以网络字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以主机字节顺序表示的短值。
        [TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline this type of method across NGen image boundaries")]
        public static short NetworkToHostOrder(short network);

来实现网络字节顺序转为本地字节顺序，反之可以调用

        //
        // 摘要:
        //     将整数值由主机字节顺序转换为网络字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   host:
        //     以主机字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以网络字节顺序表示的整数值。
        public static int HostToNetworkOrder(int host);
        //
        // 摘要:
        //     将长值由主机字节顺序转换为网络字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   host:
        //     以主机字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以网络字节顺序表示的长值。
        public static long HostToNetworkOrder(long host);
        //
        // 摘要:
        //     将短值由主机字节顺序转换为网络字节顺序。
        //
        // 参数:
        //   host:
        //     以主机字节顺序表示的要转换的数字。
        //
        // 返回结果:
        //     以网络字节顺序表示的短值。
        public static short HostToNetworkOrder(short host);

来实现本地字节顺序转为网络字节顺序。

更流行的做法是使用网络字节顺序，这样规范统一。我们这里使用Windows字节顺序，即低位在前、高位在后，和网络字节顺序刚好相反。

字符集

字符集最合适的就是使用UTF-8，这个编码是免费的，对于某些不支持中文的嵌入式系统，全英文可以不需要转换就是UTF-8格式，对于跨平台具有优势。

数据包格式

Code加结构体、文本解析两种协议风格都是统一使用相同的数据包格式，即先发一个4字节的长度，后面跟着是内容，下一个也是先发一个4字节长度，接着是内容。结构体可以定义为文件流结构体，采用字节对齐。

协议样本

Active：检测连接（心跳包）

客户端->服务器 { [Request] Command=Active } 服务器->客户端 { [Response] Command= Active Code= Error Code#错误码 Message=Message#如果出错，返回错误描述信息 }