.Net Sokcet 异步编程
一、概述
使用Socket 进行实时通讯，如果使用APM，只需要一个Socket类即可。如果使用EAP，则还需要一个SocketAsyncEventArgs类。本文以EAP的方式展开讨论。
Socket类提供了很多属性和操作方法，但Socket类并没有提供多少自身的状态维护，比如Connected 属性，按文档说法：”获取一个值，该值指示是否 Socket 连接到远程主机从上次以来 Send 或 Receive 操作“，也就说这个值只表示了上次I/O的状态，而不是当前的，还有像Blocking 属性，阻塞的模式才有用。Socket类其实就是Windows socket api的一个函数及状态描述的集合。Socket类只是给我们提供了网络通讯的能力，并没有连接管理功能，所以Socket编程就是个制定协议、创建会话管理、进行数据输入输出（封包、解包）的过程，可能还要加上业务逻辑。
二、服务端编程
服务端的主要的几个功能是：端口监听、接受连接、会话管理、数据传输管理。
1、监听
这部分代码比较公式化，无非启动监听后，将Accect动作交给SocketAsyncEventArgs类实例来完成，触发Completed事件：
public void Start(IPEndPoint localEndPoint) { // create the socket which listens for incoming connections listenSocket = new Socket(localEndPoint.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); listenSocket.Bind(localEndPoint); // start the server with a listen backlog of 100 connections listenSocket.Listen(100); // post accepts on the listening socket StartAccept(null); //Console.WriteLine("{0} connected sockets with one outstanding receive posted to each....press any key", m_outstandingReadCount); Console.WriteLine("Press any key to terminate the server process...."); Console.ReadKey(); } // Begins an operation to accept a connection request from the client // // <param name="acceptEventArg">The context object to use when issuing // the accept operation on the server's listening socket</param> public void StartAccept(SocketAsyncEventArgs acceptEventArg) { if (acceptEventArg == null) { acceptEventArg = new SocketAsyncEventArgs(); acceptEventArg.Completed += new EventHandler<SocketAsyncEventArgs>(AcceptEventArg_Completed); } else { // socket must be cleared since the context object is being reused acceptEventArg.AcceptSocket = null; } m_maxNumberAcceptedClients.WaitOne(); bool willRaiseEvent = listenSocket.AcceptAsync(acceptEventArg); if (!willRaiseEvent) { ProcessAccept(acceptEventArg); } } // This method is the callback method associated with Socket.AcceptAsync // operations and is invoked when an accept operation is complete // void AcceptEventArg_Completed(object sender, SocketAsyncEventArgs e) { ProcessAccept(e); } private void ProcessAccept(SocketAsyncEventArgs e) { Interlocked.Increment(ref m_numConnectedSockets); Console.WriteLine("Client connection accepted. There are {0} clients connected to the server", m_numConnectedSockets); // Get the socket for the accepted client connection and put it into the //ReadEventArg object user token SocketAsyncEventArgs readEventArgs = m_readWritePool.Pop(); ((AsyncUserToken)readEventArgs.UserToken).Socket = e.AcceptSocket; // As soon as the client is connected, post a receive to the connection bool willRaiseEvent = e.AcceptSocket.ReceiveAsync(readEventArgs); if(!willRaiseEvent){ ProcessReceive(readEventArgs); } // Accept the next connection request StartAccept(e); }
2、会话管理
对于长连接的话，你需要随时知道客户端状态，比如长时间无数据传输的情况可能是网络已经断开了，需要将这个连接给释放掉。根据Connected 属性描述，说明Socket自身并不能感知连接情况，只能通过读写才能确定网络是否断开。如果阻塞的方式读写数据，那在阻塞或读写的时候，连接断开后会发生SocketException或IOException，这容易确定但网络的情况，但异步模式会有点差别，首先没有读写的情况下不会发生异常，在只有异步读的情况下，如果客户没有做Close动作直接断开，服务端也不会报异常，也不会触发Completed 事件，然后这个连接就一直挂在那边，只到有读写动作。但从程序的可靠性上来讲，我们不能通过业务逻辑的读写来确定连接状态，而是通过一个独立读写机制来实现Socket类未提供的连接管理功能。这在Mina.net框架里是作为一个KeepAlived的过虑器来实现的，在超过设定读写空闲时间之后往客户端发送心跳包，以通过读写来确认连接的是否正常。当写入数据的时候，如果这个连接已经断开，则会触发写操作的SocketAsyncEventArgs.Completed ，事件中得到的SocketAsyncEventArgs.BytesTransferred==0以确定客户端已经断开连接。
示例代码：
//用定时器定时写数据
void KeepAlive(){ new Timer((a) => { byte[] ping = new byte[] { 2,0,3,0,0,0x41,3 }; Send(ping); } }, null, 0, 1000); }
//
private void Send(byte[] buffer) { var e1 = new SocketAsyncEventArgs(); e1.Completed += (c, d) => { if (d.BytesTransferred == 0) {
socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
socket.Close();
} else { if (e1.SocketError != SocketError.Success) { log.Error(e1.SocketError); } } }; e1.SetBuffer(buffer, 0, buffer.Length); if (!client.SendAsync(e1)) { if (e1.BytesTransferred == 0) { socket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
socket.Close(); } else { if (e1.SocketError != SocketError.Success) { log.Error(e1.SocketError); } } } }
二、客户端
1、连接
客户端连接到服务器也分同步连接与异步连接，但客户端的异步连接存在一个问题，那就是如果服务器不可到达，异步连接的方式是没有任何反馈的。如下代码，如果远程主机无法连接，则不会抛出异常，也不会进入到Connected方法：
private void Connected(SocketAsyncEventArgs e) { if (e.BytesTransferred == 0) { TryConnectAsyn(); } else { if (e.SocketError == SocketError.Success) { ushort h = 32; ushort f = 1; byte[] len = BitConverter.GetBytes(h); byte[] fid = BitConverter.GetBytes(f); byte[] simb = GetIdBytes(Sim); byte[] login = new byte[] { 2,len[1],len[0],fid[1],fid[0], 0x75,simb[2],simb[3],simb[4],simb[5], simb[0],simb[1],simb[2],simb[3],simb[4],simb[5],116,236,123,222,0x17,0x30,0x30,0x30, 0x30, 0x30 ,0x30 ,0x30, 0x30, 0x30, 0x31,0x0C, 0x22, 0x38, 0x4E,3 }; Send(login); //StartReceive(); } else { TryConnectAsyn(); } } } private void ConnectAsyn() { client = new Socket(SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); try { var cs = new SocketAsyncEventArgs(); cs.RemoteEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 5550); cs.Completed += (a, b) => { Connected(cs); }; if (!client.ConnectAsync(cs)) { Connected(cs); } } catch (SocketException ex) { client.Close(); TryConnectAsyn(); } catch (Exception ex) { } }
2、会话管理
客户端的连接状态管理与服务的实现类似，区别是服务端是管理多个连接，客户端只要管理一个连接。
三、数据传输
这里主要一些粘包的处理，这个网上有很多，不赘述。
