可擴展的 TCP/IP 服務器設計模式

在設計需要長時間運行連接的可擴展 TCP/IP 服務器時，考慮這一點至關重要最高效的網絡架構。異步套接字是推薦的方法，因為它們能夠同時處理多個客戶端而不消耗過多的資源。

網絡架構

• 服務器:

  • 啟動一個服務，至少有一個線程來處理傳入的連接。
  • 使用 BeginReceive 和 EndReceive 方法實現異步套接字。
  • 創(chuàng)建一個類來管理客戶端連接，包括一個列表來保存對活動客戶端的引用。
  • 使用服務器套接字上的 BeginAccept 方法用于偵聽傳入連接并在連接建立時調用 AcceptCallback

• 客戶端：

  • 使用套接字連接到服務器。
  • 發(fā)送并使用 BeginSend 和通過套接字異步接收數據BeginReceive.

數據流

• 數據主要從服務器流向客戶端，偶爾有來自客戶端的命令.
• 服務器定期發(fā)送狀態(tài)數據到客戶端。
• 從客戶端接收的數據可以異步緩沖和處理，在線程池上創(chuàng)建作業(yè)以防止進一步數據接收的延遲。

示例代碼

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;

namespace TcpServer
{
    class xConnection
    {
        public byte[] buffer;
        public System.Net.Sockets.Socket socket;
    }

    class Server
    {
        private List<xConnection> _sockets;
        private System.Net.Sockets.Socket _serverSocket;
        private int _port;
        private int _backlog;

        public bool Start()
        {
            IPHostEntry localhost = Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName());
            IPEndPoint serverEndPoint = new IPEndPoint(localhost.AddressList[0], _port);

            try
            {
                _serverSocket = new Socket(serverEndPoint.Address.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
                _serverSocket.Bind(serverEndPoint);
                _serverSocket.Listen(_backlog);
                _serverSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallback), _serverSocket);
                return true;
            }
            catch (Exception e)
            {
                // Handle exceptions appropriately
                return false;
            }
        }

        private void AcceptCallback(IAsyncResult result)
        {
            try
            {
                Socket serverSocket = (Socket)result.AsyncState;
                xConnection conn = new xConnection();
                conn.socket = serverSocket.EndAccept(result);
                conn.buffer = new byte[_bufferSize];

                lock (_sockets)
                {
                    _sockets.Add(conn);
                }
                conn.socket.BeginReceive(conn.buffer, 0, conn.buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveCallback), conn);
                _serverSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallback), _serverSocket);
            }
            catch (Exception e)
            {
                // Handle exceptions appropriately
            }
        }

        private void Send(byte[] message, xConnection conn)
        {
            if (conn != null &amp;&amp; conn.socket.Connected)
            {
                lock (conn.socket)
                {
                    conn.socket.Send(message, message.Length, SocketFlags.None);
                }
            }
        }
    }
}

額外注意事項

• 考慮使用重組協(xié)議來處理傳入的數據片段。
• 隨時使用單個 BeginAccept 以避免潛在的錯誤。
• 同步訪問共享資源，例如客戶端列表，保證線程安全。

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