C#异步Socket示例

概要

在C#领域或者说.net通信领域中有着众多的解决方案,WCF,HttpRequest,WebAPI,Remoting,socket等技术。这些技术都有着自己擅长的领域,或者被合并或者仍然应用于某些场合。本文主要介绍Socket通讯,因其有着跨平台、跨语言、高性能等优势,适合某些情况的应用以及性能优越的解决方案。

本文是基于一个小项目中的应用,使用了异步方式的Socket通讯,性能上达到多客户端多点通讯,大文件(M-G级别)的文件传输,异步长连接上的性能优势,但此项目也有些不足:未进行大量的外网长时间传输测试,对不稳定的网络状况未做很好的处理,例如加入断点续传功能,对Socket传输错误(其中微软提供了大量的Socket通讯错误代码指示错误类型,请参考http://www.cnblogs.com/Aricc/archive/2010/01/29/1659134.html)未做一个很好的分类处理,只简单的统一为一个类型的错误。所以,此项目介绍只是想抛砖引玉介绍异步Socket通讯,如果有不足或改进之处,还请各位不吝指出。

同步和异步区别

这里的同步和异步指的是服务端Accept接受客户端连接请求的方式。在同步模式下,服务端要开启一个Thread线程循环监听可能来自客户端的服务,如果没有则阻塞,如果有连接则接受连接并存入Connection Pool连接池,这样一个连接(或者说一个连接线程,一般占用系统内存约为2M,具体原因请参考《CLR via C#》中线程章节),这样32位系统下单一应用程序最大内存不超过2G,也就是说,单一连接服务端所能接受客户端最大的请求数为1000(实测下为700+);而异步连接则应用非阻塞式异步连接机制(http://www.cnblogs.com/2018/archive/2011/05/10/2040333.html)BeginAccept异步接受客户端请求并执行相应请求逻辑,在执行完毕后系统能自动优化,并当再次应用时唤醒,从而达到可接受大量的客户端请求,但也限于“同时”执行的客户端数量,对于某些长连接客户端巨大,但并发性小的情景适用。

自定义协议

众所周知,在Socket通讯中传输的普通的字符串或者二进制数据流,不适用于一些复杂的情况,例如约定一个可扩展的协议,可变长协议等,所以本项目采用自定义协议类型来满足可扩展需求:

Header

协议头

命令

流1长度

流2长度

2字节

4字节

4字节

4字节

Body

流1

流2

N字节

N字节

说明:

协议头为:FF 7E ,2字节固定值

命令为:命令编号,如1001

流1长度:Int32型指示Body中的流1的长度

流2长度:Int32型指示Body中的流2的长度

流1:字节流

流2:字节流

这样,基于上述协议可自定义流1、流2的长度分别存放不同数据,基于协议还可以对数据协议进行封装,提供公共的解析方式。

 

通讯机制

传统意义上的上传与下载请求就是,一端发起Request请求,另一端接受并答复请求内容,这样就完成了一次请求应答。然而,如果要实现更多的控制功能,就要在这“一去一回”上增加通信应答次数,类似于TCP的三次握手请求。

其中,当请求被拒绝时,应向请求端发送错误答复998,这样就可以在这个过程中建立一个完善的请求答复机制。

以及在“命令”中封装,下一个命令。

代码结构

项目分为客户端和服务端,其中都依赖于BLL和Core核心类库,Core中封装的是协议头的解析方式、抽象/接口方法、Socket缓冲读取、枚举委托、异步调用基类等,BLL中主要封装的是协议命令,如Command1、Command2001等的具体实现方式。

Core:

BLL:

UI.Client:

UI.Server:

核心思想是将Command的业务需求整合进BLL层次中,而Socket基本的通讯方式等公用功能整合进Core,将UI层释放开,在UI层用Log4net等开源插件进行组合。

总结

基于文字限制,不能讲代码中的每个细节都将到,分析到,还请各位谅解,其中如有不妥之处还请不吝赐教。没有质疑,就没有进步;只有不断的思考才能更好的掌握知识。

最后将程序的源码奉上,希望对您有帮助。

 

源码下载

之前做项目时,项目参考的很多引用没有记住,希望以后有时间补上。

项目中的IP地址,需要根据您的本机IP进行配置,请在WinformServer和WinformClient的Setting文件中更改,同时,还要更改其默认的上传和下载文件,这里没有写成基于OpenFile的方式只是为了演示异步Socket通讯。

引用

Socket通信错误码:http://www.cnblogs.com/Aricc/archive/2010/01/29/1659134.html

异步通讯:http://www.cnblogs.com/2018/archive/2011/05/10/2040333.html

工程狮必备属性:追新,执着,高内聚低耦合。 

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