.NET Socket开发(1) 之同步Socket实现

.NET Socket开发之同步Socket实现两例

今天，我们来讲一下在.NET 网络应用程序开发中同步Socket的应用，很多人认为在网络应用的服务端Socket不应该使用同步Socket。是的，在大多数情况下是这样的，但是也有一些场景下我们使用同步Socket可能会得到更的结果。如在下面的两种场景下我们便可以考虑使用同步的Socket。

一、客户端数量比较少：

数量比较少是指会同时连接到服务器的客户端数量一般在50人以下。这种情况下我们可以考虑使用同步Socket＋Thread来实现我们的服务端。这样会让我们编写逻辑更清晰的代码而性能不会下降太多。

二、客户端数量较多但都是短连接：

短连接是指客户端的连接在处理完一次收发之后就产即断开的场景，比如说HTTP协议就是一种短连接。HTTP在客户端发出请求时建立一个Socket连接，并通过Socket发出一个URL请求，服务端在处理完这个请求并回发相应的页面后便会断开这个连接。那么在这种场景下我们也可以使用同步Socket来实现我们的需求。

那么应该如果实现我上面提到的两种需求呢。对于这两种需求，我将采用不同的方案来实现它们。

首先我们来看看第一种需求，这里我采用Socket＋Thread来实现，基本的流程如下：

首先创建一个Socket，并且给它绑定一个EndPoint后开始监听。接下来我们创建一个线程，在这个线程中我们用一个无限循环来接收来自客户端的连接请求。在接收到一个请求后，为这个客户端创建一个新的线程，并且在这个线程中也使用一个无限循环接收来自这个客户端的数据。下面让我们来看看代码：

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

namespace SocketServer
{
    /// <summary>
    /// Socket 同步通讯 Socket+Thread
    /// </summary>
    public class SocketA
    {
        Socket server;
        public SocketA()
        {
            //创建一个Socket用来侦听客户端的连接
            server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            server.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any,9999));
            server.Listen(100);
            Console.WriteLine("服务器启动......");

            //然后创建一个线程来处理客户端的连接请求
            Thread th = new Thread(new ThreadStart(WriteConnction));
            th.Start();
            Console.ReadLine();
        }

        public void WriteConnction()
        {
            Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
            while(true)
            {
                Socket s = server.Accept();
                IPEndPoint ippoint =(IPEndPoint)s.RemoteEndPoint;
                Console.WriteLine("收到连接,来自：" + ippoint.Address.ToString());
                //然后创建一个线程来接受信息
                Thread th = new Thread(new ParameterizedThreadStart(WriteMsg));
                th.Start(s);
            }
        }

        public void WriteMsg(object obj)
        {
            Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
            if(obj !=null)
            {
                Socket socket = (Socket)obj;
                byte[] byt=new byte[1024];
                while(true)
                {
                    int getlength = socket.Receive(byt);
                    if(getlength>0)
                    {
                        IPEndPoint ippoint = (IPEndPoint)socket.RemoteEndPoint;
                        string address=ippoint.Address.ToString();
                        string msg = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(byt, 0, getlength);
                        Console.WriteLine("收到来自" + address+"的消息:"+msg);

                        socket.Send(byt, getlength, SocketFlags.None);
                    }
                }
            }                  
        }

    }
}

 

现在让我们来看看第二个需求：

这个方案我们将采用另外一个方法来实现，为什么不采用上一个方法来实现呢？让我们来分析一下。我们知道，在上一个实现中，每接入一个客户端就要创建一个线程，如果有大量的客户端接入的话，就会创建过多的线程。但是如果线程过多的话，Windows就需要更多的CPU时间来切换线程的上下文（这也是上一个实现不能接入很多客户端的原因）。

我们知道，在这个方案中每一个连接都是短连接。而且顺序都是固定的。都是：接入->接收->发送这样的顺序，那么我们就可以在一个方法中完成整个处理。这样，我们就可以利用线程池来实现我们所需要的。好了，让我们用代码来说话吧：

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

namespace SocketServer
{
    /// <summary>
    /// Socket 同步通讯 Socket+Thread
    /// 客户端数量比较少 
    /// </summary>
    public class SocketB
    {
        Socket server;
        public SocketB()
        {
            //创建一个Socket用来侦听客户端的连接
            server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            server.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 8888));
            server.Listen(100);
            Console.WriteLine("服务器启动......");

            //创建一个线程池
            Thread[] ths=new Thread[30];
            for (int i = 0; i < ths.Length;i++ )
            {
                ths[i] = new Thread(new ThreadStart(WaiteConnetion));
            }
            Console.ReadLine();
        }

        public void WaiteConnetion()
        {
            byte[] byt=new byte[1024];
            Socket s = server.Accept();
            IPEndPoint ipoint=(IPEndPoint)s.RemoteEndPoint;
            string ip=ipoint.Address.ToString();
            Console.WriteLine("收到连接,来自:" + ip);
            int getlength = s.Receive(byt);
            if(getlength>0)
            {
                string msg = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(byt);
                Console.WriteLine("收到信息"+ip+"来自"+msg);
                s.Send(byt,getlength,SocketFlags.None);
            }
            s.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            s.Close();
        }

    }
}

为什么我们要这样做呢？

首先我们创建了一个Socket用于侦听客户端的连接请求，接下我们创建了一个拥有30个线程的线程池。并在每个线程中实现了Accept、Receive、Send和Close（），以完成连接、接收、发送、关闭的操作。

现在我们假设有一个客户连接到服务器了，这时会有一个线程Accept到这个请求，并开始接收客户端发送过来的数据，接收到数据之后处理完发送给客户端，然后关闭这个连接，再次进入等待连接状态。而其它29个线程由于没有Accept到这个请求，仍然处理等待接入状态。