C# WebSocket 二进制数据传输实战指南（从零开始掌握 WebSocket C# 二进制通信）

什么是 WebSocket 二进制传输？

WebSocket 协议支持两种数据帧类型：文本帧（UTF-8 编码）和二进制帧。当我们需要高效传输非文本数据（例如图像、加密数据、传感器原始数据等）时，使用二进制帧比将数据转为 Base64 字符串更节省带宽、性能更高。

在 C# 中，.NET 提供了 ClientWebSocket 和 WebSocket 类（位于 System.Net.WebSockets 命名空间），可以轻松处理二进制数据的发送与接收。

准备工作

确保你的开发环境满足以下条件：

• .NET 6 或更高版本（推荐 .NET 8）
• Visual Studio 或 VS Code
• 一个支持 WebSocket 的测试服务器（本文将使用本地控制台模拟）

C# 发送二进制数据示例

下面是一个使用 ClientWebSocket 向服务器发送二进制数据的完整示例：

using System;using System.Net.WebSockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;namespace WebSocketBinaryDemo{    class Program    {        static async Task Main(string[] args)        {            var ws = new ClientWebSocket();            try            {                // 连接到 WebSocket 服务器（这里假设本地运行）                await ws.ConnectAsync(new Uri("ws://localhost:8080"), CancellationToken.None);                Console.WriteLine("已连接到 WebSocket 服务器。");                // 准备要发送的二进制数据（例如一个字节数组）                byte[] binaryData = { 0x01, 0x02, 0x03, 0xFF, 0x7F };                // 发送二进制数据                await ws.SendAsync(                    new ArraySegment<byte>(binaryData),                    WebSocketMessageType.Binary,                    true, // endOfMessage                    CancellationToken.None                );                Console.WriteLine("二进制数据已发送！");            }            catch (Exception ex)            {                Console.WriteLine($"发生错误: {ex.Message}");            }            finally            {                if (ws.State == WebSocketState.Open)                    await ws.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, "", CancellationToken.None);            }        }    }}

接收二进制数据

接收端同样需要判断消息类型是否为 WebSocketMessageType.Binary，然后读取缓冲区中的字节：

// 接收数据的循环var buffer = new byte[1024 * 4]; // 4KB 缓冲区while (ws.State == WebSocketState.Open){    var result = await ws.ReceiveAsync(        new ArraySegment<byte>(buffer),        CancellationToken.None    );    if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Binary)    {        // 提取实际接收到的数据        byte[] receivedData = new byte[result.Count];        Array.Copy(buffer, receivedData, result.Count);        Console.WriteLine($"收到 {receivedData.Length} 字节的二进制数据。");        // 此处可对 receivedData 进行进一步处理（如保存为文件、解析协议等）    }    else if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Close)    {        await ws.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, "", CancellationToken.None);        break;    }}

常见问题与优化建议

• 缓冲区大小：根据实际数据量调整接收缓冲区大小，避免频繁内存分配。
• 分片处理：大文件可能被 WebSocket 协议自动分片，需循环读取直到 endOfMessage == true。
• 异常处理：网络不稳定时务必添加重连机制和超时控制。
• 线程安全：在多线程环境中操作 WebSocket 对象需加锁或使用专用通信线程。

总结

通过本教程，你已经掌握了在 C# 中使用 WebSocket 进行二进制数据传输的核心方法。无论是构建物联网设备通信、游戏同步系统，还是高性能 API 网关，这项技能都能为你提供强大支持。

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