如何优雅的利用C#做协议解析

最近喜欢上了做协议解析，最近使用Java与.NET做了很多的厂家的产品的协议网关。从部标系列到第三方私有协议，通过协议解析过程中了解每款产品的特色与将来可能的应用场景。

下面我以一款第三方私有协议为例，利用C#语言进行优雅的做协议解析。

原始数据：2475201509260111002313101503464722331560113555309F00000000002D0500CB206800F064109326381A03

其实像这种协议大多都具有通用性，神似，只是针对每家的产品粘包问题处理方式是个需要思考的问题，不过只要有固定的包头包尾，这些还是相对比较好做的。比如808协议的7E，这份协议里面的24。

很多刚刚接触做协议解析通常喜欢用字符串截取的方式，就是把收到的数据转成16进制，然后再根据16进制截取按协议进行解析，这种方法不但性能差，代码看起来也会很杂乱，下面我就用二进制流对上面的协议进行解析。其实Netty框架里面ByteBuf也是一样的原理。多说一句，.NET也有Netty，我没怎么深入研究过，不知道是否好用，如果有时间可以去研究一下。

首先我们明确一点，无论是使用传统Socket还是netty，接收到的数据都是二进制流的方式，因为协议文档无法描述二进制流，所以会将二进制流转成16进制的方式进行描述，但是这就容易给人造成误导，认为我们接收到的数据也需要进行16进制转换。其实用二进制流做协议解析回更简单。

下面把我用C#写的一个小例子分享出来：

  public static LocationProto LocationParser(byte[] bytes)         {             //定义定位数据实体类             LocationProto model = new LocationProto();             try             {                 //跳过包头，然后解析设备ID                 model.FAssetID = CommonClass.ByteToHexStr(bytes.Skip(1).Take(5).ToArray());                 //得到数据长度                 int length = BitConverter.ToInt16(bytes, 8);                 //获取时间段，转成我们识别的"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"格式                 model.FGPSTime = CommonClass.GetDataTime(bytes.Skip(10).Take(6).ToArray());                 //这里是数据接收时间，是我自己定义网关接收到数据的时间，因为我系统用的是格林威治时间                 model.FRecvTime = DateTime.UtcNow;                 //解析定位信息，经度，纬度，定位状态，做了一个方法的封装                 PositioningStatus positionStatus = JT701Common.GetPositioningStatus(bytes.Skip(16).Take(9).ToArray());                 model.FLatitude = positionStatus.FLatitude;//纬度                 model.FLongitude = positionStatus.FLongitude;//经度                 model.FLocationType = positionStatus.FLocationType;//定位状态                 //解析速度                 model.FSpeed = bytes[25];                 //解析方向                 model.FDirection = bytes[26] * 2;                 //解析里程                 model.FMileage = BitConverter.ToInt32(bytes, 27);//里程                 //解析GSM信号值                 model.FCellSignal = bytes[31];                 //解析设备状态                 AssetStatus assetStatus = JT701Common.GetAssetStatus(bytes.Skip(36).Take(2).ToArray(), model.FLocationType);                 //解析是否基站定位（GPS定位>基站定位>不定位）                 model.FLocationType = assetStatus.FLocationType;                 //解析报警类型                 model.FAlarmType = assetStatus.FAlarmType;                 //是否需要回复终端                 model.FNeedReplay = assetStatus.FNeedReplay;                 //解析锁绳状态                 model.FLockRope = assetStatus.FLockRope;                 //解析锁状态                 model.FLockStatus = assetStatus.FLockStatus;                 //解析后盖状态                 model.FCoverStatus = assetStatus.FCoverStatus;                 //获取电量（255为充电中）                 model.FBattery = bytes[38];                 //解析小区码信息                 model.FCELLID = BitConverter.ToInt16(bytes, 39);                 model.FLAC = BitConverter.ToInt16(bytes, 41);                 //解析GPS卫星个数                 model.FGPSSignal = bytes[43];                 //解析区域ID                 model.FAreaId = bytes[44];                 //得到唤醒源                 model.FWakeSource = bytes[45] & 0x07;                 //是否GSM信号弱报警                 model.FGSMAlarm = bytes[45] & 0x40;                 //得到IMEI号                 model.FIMEI = CommonClass.ByteToHexStr(bytes.Skip(48).Take(8).ToArray());                 model.FCELLID = model.FCELLID == 0 ? BitConverter.ToInt16(bytes, 56) : model.FCELLID;                 model.FMCC = BitConverter.ToInt16(bytes, 58);                 model.FMNC = bytes[60];             }             catch (Exception ex)             {                 Log.Instance.Error("LocationParser:" + ex.Message);             }             return model;         }

里面用到的一些主要方法：

  /// <summary>         /// 字节数组转16进制字符串：空格分隔         /// </summary>         /// <param name="byteDatas"></param>         /// <returns></returns>         public static string ByteToHexStr(byte[] byteDatas)         {             StringBuilder builder = new StringBuilder();             for (int i = 0; i < byteDatas.Length; i++)             {                 builder.Append(string.Format("{0:X2}", byteDatas[i]));             }             return builder.ToString().Trim();         }

     /// <summary>         /// 时间格式转换         /// </summary>         /// <param name="bytes"></param>         /// <returns></returns>         public static DateTime GetDataTime(byte[] bytes)         {             return DateTime.ParseExact(ByteToHexStr(bytes), "ddMMyyHHmmss", System.Globalization.CultureInfo.CurrentCulture);         }

   /// <summary>         /// 获取定位状态         /// </summary>         /// <param name="bytes"></param>         /// <returns></returns>         public static PositioningStatus GetPositioningStatus(byte[] bytes)         {             try             {                 PositioningStatus model = new PositioningStatus();                 model.FLatitude = CommonClass.GetLatLong60(bytes.Skip(0).Take(4).ToArray());                 model.FLongitude = CommonClass.GetLatLong60(bytes.Skip(4).Take(5).ToArray());                 model.FLocationType = bytes[8] & 0x01;                 int latStatus = bytes[8] & 0x02;                 if (latStatus == 0)                 {                     model.FLatitude = -model.FLatitude;                 }                 int lonStatus = bytes[8] & 0x04;                 if (lonStatus == 0)                 {                     model.FLongitude = -model.FLongitude;                 }                 return model;             }             catch (Exception ex)             {                 Log.Instance.Error("GetPositioningStatus:"+ex.Message);                 return null;             }         }

   /// <summary>         /// 获取设备状态         /// </summary>         /// <param name="bytes"></param>         /// <returns></returns>         public static AssetStatus GetAssetStatus(byte[] bytes,int fLocationType)         {             try             {                 AssetStatus model = new AssetStatus();                 //低8位                 if (fLocationType == 0)                 {                     model.FLocationType = bytes[0] & 0x01;                 } else                 {                     model.FLocationType = fLocationType;                 }                 int infenceAlarm= bytes[0] & 0x02;                 if (infenceAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_9;                 }                                 int outfenceAlarm = bytes[0] & 0x04;                 if (outfenceAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_10;                 }                                int cutoffAlarm = bytes[0] & 0x08;                 if (cutoffAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_1;                 }                               int shockAlarm = bytes[0] & 0x10;                 if (shockAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_2;                 }                 else                 {                     model.FAlarmType = -1;                 }                 model.FNeedReplay = bytes[0] & 0x20;                 model.FLockRope = bytes[0] & 0x40;                 model.FLockStatus = bytes[0] & 0x80;                 //高8位                 int longTime = bytes[1] & 0x01;                 if (longTime == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_3;                 }                 int fiveError = bytes[1] & 0x02;                 if (fiveError == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_4;                 }                                 int swipeCardAlarm = bytes[1] & 0x04;                 if (swipeCardAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_5;                 }                                 int lowPower = bytes[1] & 0x08;                 if (lowPower == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_6;                 }                                  int unCover = bytes[1] & 0x10;                 if (unCover == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_7;                 }                                model.FCoverStatus = bytes[1] & 0x20;                 int stuckAlarm = bytes[1] & 0x40;                 if (stuckAlarm == 1)                 {                     model.FAlarmType = (int)AlarmTypeEnum.LOCK_ALARM_8;                 }                                 return model;             }             catch (Exception ex)             {                 Log.Instance.Error("GetAssetStatus:" + ex.Message);                 return null;             }         }

    /// <summary>         /// 经纬度计算         /// </summary>         /// <param name="bytes"></param>         /// <returns></returns>         public static double GetLatLong60(byte[] bytes)         {             try             {                 string locStr = ByteToHexStr(bytes);                 if (locStr.Length < 9)                 {                     locStr = locStr.PadLeft(9, '0');                 }                 else                 {                     locStr = locStr.Substring(0, 9);                 }                 var head = Convert.ToDouble(locStr.Remove(3));                 var bodyStr = locStr.Substring(3, locStr.Length - 3);                 var body = Convert.ToDouble(bodyStr) / 10000;                 head += body / 60;                 return head;             }             catch (Exception ex)             {                 // txtHelper.WriteException(ex, "locStr:" + locStr, false);                 return 0;             }         }

808的解析也是类似，由于很多同行靠808的源码养家糊口，这里就不以808为例了，有兴趣的朋友可以一起学习交流！