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C# 네트워크 프로그래밍 기사 시리즈 (2) 소켓은 TCP 서버의 동기화를 실현합니다.

黄舟
黄舟원래의
2017-02-27 11:16:181913검색

이 글 소개

이전 블로그에서 말했듯이 다양한 동기, 비동기 TCP를 구현하기 위해 C#에서 Socket, TcpListener, UdpClient를 사용하는 방법을 소개하겠습니다. 그리고 UDP 서버에 대해 제가 직접 요약하는데 많은 시간을 보냈습니다. 이런 식으로 C# 네트워크 프로그래밍을 처음 접하는 친구들은 이전처럼 어디에서나 정보를 찾고 디버깅하지 않을 것이라고 믿습니다. 이번에는 Socket을 사용하여 구현한 동기 TCP 서버를 소개합니다. 첫 번째 글에서 소개한 동기 TCP 서버와 비동기 TCP 서버의 차이점은 Socket이 Accept를 호출할 때 차단되는지 여부입니다.

동기 TCP 서버는 클라이언트로부터 요청을 받으면 일반적으로 스레드를 시작하여 클라이언트와의 통신을 처리합니다. 리소스를 많이 소모한다는 점인데, 스레드 풀을 이용해서 일정 개수의 스레드를 미리 할당해 놓으면 성능은 여전히 ​​좋다.

그러나 서버 구현 방법을 여러 가지 제시하는 주요 목적은 현재로서는 비동기 모드가 NICE에 비해 성능이 더 좋은지 테스트하는 것입니다. 실제로 최고의 성능을 제공하는 또 다른 IOCP 모드가 있습니다. . .

소켓 동기화 TCP 서버

서버 코드

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

namespace NetFrame.Net.TCP.Sock.Synchronous
{
    /// <summary>
    /// 基于socket实现的同步TCP服务器
    /// </summary>
    public class SocketTCPServer
    {
        #region Fields
        /// <summary>
        /// 服务器程序允许的最大客户端连接数
        /// </summary>
        private int _maxClient;

        /// <summary>
        /// 当前的连接的客户端数
        /// </summary>
        private int _clientCount;

        /// <summary>
        /// 服务器使用的异步socket
        /// </summary>
        private Socket _serverSock;

        /// <summary>
        /// 客户端会话列表
        /// </summary>
        private List<SocketClientHandle> _clients;

        private bool disposed = false;

        #endregion

        #region Properties

        /// <summary>
        /// 服务器是否正在运行
        /// </summary>
        public bool IsRunning { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 监听的IP地址
        /// </summary>
        public IPAddress Address { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 监听的端口
        /// </summary>
        public int Port { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 通信使用的编码
        /// </summary>
        public Encoding Encoding { get; set; }


        #endregion

        #region 构造函数
        /// <summary>
        /// 同步Socket TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>
        public SocketTCPServer(int listenPort)
            : this(IPAddress.Any, listenPort, 1024)
        {
        }

        /// <summary>
        /// 同步Socket TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="localEP">监听的终结点</param>
        public SocketTCPServer(IPEndPoint localEP)
            : this(localEP.Address, localEP.Port, 1024)
        {
        }

        /// <summary>
        /// 同步Socket TCP服务器
        /// </summary>
        /// <param name="localIPAddress">监听的IP地址</param>
        /// <param name="listenPort">监听的端口</param>
        /// <param name="maxClient">最大客户端数量</param>
        public SocketTCPServer(IPAddress localIPAddress, int listenPort, int maxClient)
        {
            this.Address = localIPAddress;
            this.Port = listenPort;
            this.Encoding = Encoding.Default;

            _maxClient = maxClient;
            _clients = new List<SocketClientHandle>();
            _serverSock = new Socket(localIPAddress.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        }

        #endregion

        #region Method
        /// <summary>
        /// 启动服务器
        /// </summary>
        public void Start()
        {
            if (!IsRunning)
            {
                IsRunning = true;
                _serverSock.Bind(new IPEndPoint(this.Address, this.Port));
                Thread thread = new Thread(StartListen);
                thread.Start();

            }
        }
        /// <summary>
        /// 开始进行监听
        /// </summary>
        private void StartListen()
        {
            _serverSock.Listen(1024);
            SocketClientHandle handle;
            while (IsRunning)
            {
                if (_clientCount >= _maxClient)
                {
                    //TODO 客户端过多异常
                    RaiseOtherException(null);
                }
                else
                {
                    Socket clientSock = _serverSock.Accept();
                    _clientCount++;
                    //TODO 创建一个处理客户端的线程并启动
                    handle = new SocketClientHandle(clientSock);
                    _clients.Add(handle);
                    //使用线程池来操作
                    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(handle.RecevieData));

                    //Thread pthread;
                    //pthread = new Thread(new ThreadStart(client.RecevieData));
                    //pthread.Start();
                    //这里应该使用线程池来进行
                }
            }

        }
        /// <summary>
        /// 停止服务器
        /// </summary>
        public void Stop()
        {
            if (IsRunning)
            {
                IsRunning = false;
                _serverSock.Close();
                //TODO 关闭对所有客户端的连接

            }
        }
        /// <summary>
        /// 发送函数
        /// </summary>
        public void Send(string msg, SocketClientHandle client)
        {
            //TODO
        }

        /// <summary>
        /// 关闭一个与客户端之间的会话
        /// </summary>
        /// <param name="handle">需要关闭的客户端会话对象</param>
        public void Close(SocketClientHandle handle)
        {
            if (handle != null)
            {
                _clients.Remove(handle);
                handle.Dispose();
                _clientCount--;
                //TODO 触发关闭事件
                
            }
        }
        /// <summary>
        /// 关闭所有的客户端会话,与所有的客户端连接会断开
        /// </summary>
        public void CloseAllClient()
        {
            foreach (SocketClientHandle handle in _clients)
            {
                Close(handle);
            }
            _clientCount = 0;
            _clients.Clear();
        }

        #endregion

        #region 事件

        /// <summary>
        /// 与客户端的连接已建立事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> ClientConnected;
        /// <summary>
        /// 与客户端的连接已断开事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> ClientDisconnected;

        /// <summary>
        /// 触发客户端连接事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseClientConnected(SocketClientHandle handle)
        {
            if (ClientConnected != null)
            {
                ClientConnected(this, new SocketEventArgs(handle));
            }
        }
        /// <summary>
        /// 触发客户端连接断开事件
        /// </summary>
        /// <param name="client"></param>
        private void RaiseClientDisconnected(Socket client)
        {
            if (ClientDisconnected != null)
            {
                ClientDisconnected(this, new SocketEventArgs("连接断开"));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 接收到数据事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> DataReceived;

        private void RaiseDataReceived(SocketClientHandle handle)
        {
            if (DataReceived != null)
            {
                DataReceived(this, new SocketEventArgs(handle));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 数据发送事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> CompletedSend;

        /// <summary>
        /// 触发数据发送事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseCompletedSend(SocketClientHandle handle)
        {
            if (CompletedSend != null)
            {
                CompletedSend(this, new SocketEventArgs(handle));
            }
        }


        /// <summary>
        /// 网络错误事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> NetError;
        /// <summary>
        /// 触发网络错误事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseNetError(SocketClientHandle handle)
        {
            if (NetError != null)
            {
                NetError(this, new SocketEventArgs(handle));
            }
        }

        /// <summary>
        /// 异常事件
        /// </summary>
        public event EventHandler<SocketEventArgs> OtherException;
        /// <summary>
        /// 触发异常事件
        /// </summary>
        /// <param name="state"></param>
        private void RaiseOtherException(SocketClientHandle handle, string descrip)
        {
            if (OtherException != null)
            {
                OtherException(this, new SocketEventArgs(descrip, handle));
            }
        }
        private void RaiseOtherException(SocketClientHandle handle)
        {
            RaiseOtherException(handle, "");
        }

        #endregion

        #region Close 未实现
        #endregion

        #region 释放
        /// <summary>
        /// Performs application-defined tasks associated with freeing, 
        /// releasing, or resetting unmanaged resources.
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        /// <summary>
        /// Releases unmanaged and - optionally - managed resources
        /// </summary>
        /// <param name="disposing"><c>true</c> to release 
        /// both managed and unmanaged resources; <c>false</c> 
        /// to release only unmanaged resources.</param>
        protected virtual void Dispose(bool disposing)
        {
            if (!this.disposed)
            {
                if (disposing)
                {
                    try
                    {
                        Stop();
                        if (_serverSock != null)
                        {
                            _serverSock = null;
                        }
                    }
                    catch (SocketException)
                    {
                        //TODO 异常
                    }
                }
                disposed = true;
            }
        }
        #endregion
    }
}


클라이언트 작업을 캡슐화하는 핸들 클래스

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

namespace NetFrame.Net.TCP.Sock.Synchronous
{
    /// <summary>
    /// Socket 服务器用于处理客户端连接封装的客户端处理类
    /// </summary>
    public class SocketClientHandle:IDisposable
    {
        /// <summary>
        /// 与客户端相关联的socket
        /// </summary>
        private Socket _client;

        /// <summary>
        /// 标识是否与客户端相连接
        /// </summary>
        private bool _is_connect;
        public bool IsConnect
        {
            get { return _is_connect; }
            set { _is_connect = value; }
        }

        /// <summary>
        /// 数据接受缓冲区
        /// </summary>
        private byte[] _recvBuffer;

        public SocketClientHandle(Socket client)
        {
            this._client = client;
            _is_connect = true;
            _recvBuffer = new byte[1024 * 1024 * 2];
        }

        #region Method
        /// <summary>
        /// 接受来自客户端发来的数据
        /// </summary>
        public void RecevieData(Object state)
        {
            int len = -1;
            while (_is_connect)
            {
                try
                {
                    len = _client.Receive(_recvBuffer);
                }
                catch (Exception)
                {
                    //TODO
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 向客户端发送数据
        /// </summary>
        public void SendData(string msg)
        {
            byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(msg);
            try
            {
                //有一种比较好的写法
                _client.Send(data);
            }
            catch (Exception)
            {
                //TODO 处理异常
            }
        }

        #endregion


        #region 事件


        //TODO 消息发送事件
        //TODO 数据收到事件
        //TODO 异常处理事件

        #endregion

        #region 释放
        /// <summary>
        /// Performs application-defined tasks associated with freeing, 
        /// releasing, or resetting unmanaged resources.
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            _is_connect = false;
            if (_client != null)
            {
                _client.Close();
                _client = null;
            }
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        #endregion
    }
}


시간 매개변수 소켓 동기화 TCP 서버 클래스

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace NetFrame.Net.TCP.Sock.Synchronous
{
    /// <summary>
    /// 同步Socket TCP服务器事件类
    /// </summary>
    public class SocketEventArgs : EventArgs
    {
        /// <summary>
        /// 提示信息
        /// </summary>
        public string _msg;

        /// <summary>
        /// 客户端状态封装类
        /// </summary>
        public SocketClientHandle _handle;

        /// <summary>
        /// 是否已经处理过了
        /// </summary>
        public bool IsHandled { get; set; }

        public SocketEventArgs(string msg)
        {
            this._msg = msg;
            IsHandled = false;
        }
        public SocketEventArgs(SocketClientHandle handle)
        {
            this._handle = handle;
            IsHandled = false;
        }
        public SocketEventArgs(string msg, SocketClientHandle handle)
        {
            this._msg = msg;
            this._handle = handle;
            IsHandled = false;
        }
    }
}

위 내용은 C# 네트워크 프로그래밍 시리즈 기사(2)의 소켓 동기화 TCP 서버 내용입니다. php.cn) !




성명:
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