【背景】
现需要实现这样的功能：有多个客户端连着同一个服务器。服务器和客户端之间需要“互相”知道彼此的连接状态。比如在某一时刻，服务器需要知道当前有多少个客户端正在和其通信；某一个时刻，某个客户端需要知道自己是否和服务器保持连接。如果在某一时刻，一个客户端关闭了，服务端应能及时感觉到；同样，如果服务端被关闭，所有的客户端应能及时感觉到，并作出一些反应。
1.从程序的角度看待TCP掉线
TCP掉线的原因可能多种多样、不一而足，比如，客人的电脑突然断电、OS崩溃、路由器重启、网线接触不良、因为P2P下载软件而导致网络资源短缺、Internet网络的不稳定等等，但是从程序的角度来说，我们可以总结为两种情况：程序能立即感知的掉线和程序不能立即感知的掉线。
程序能立即感知的掉线：也就是说客户端一掉线，服务器端的某个读写对应的TCP连接的线程就会抛出异常，这种情况相对容易处理。
程序不能立即感知的掉线：我们都知道，TCP连接的建立，需要经过三次握手；而TCP连接的断开，需要经过四次挥手。掉线通常没什么大不了的，掉就掉了呗，只要四次挥手顺利完成后，服务器和客户端分别做一些善后处理就可以。
麻烦的事情在于，连接在没有机会完成4次挥手时已经断开了（比如当客人的电脑系统死机，或客人电脑与服务器之间的某处物理网线断开），而服务端以为客户端还正常在线，而客户端也自以为还正常在线。这种程序对现实状态的错误判断有可能引发诸多悲剧。比如，在此情况下，客户端发一个指令给服务器，服务器因为没有收到而一直处于等待指令的状态；而客户端了，以为服务器已经收到了，也就一直处于等待服务端回复的状态。如果程序的其它部分需要依据当前的状态来做后续的操作，那就可能会出问题，因为程序对当前连接状态的判断是错误的。
毫无疑问，这种对连接状态错误的判断所持续的时间越久，带来可能的危害就越大。当然，如果我们不做任何额外的处理措施，服务器到最后也能感受到客户端的掉线，但是，这个时间可能已经过去了几分钟甚至几十分钟。对于大多数应用来说，这是不可忍受的。 所以，针对这种不能立即感知掉线的情况，我们要做的补救措施，就是帮助程序尽快地获知tcp连接已断开的信息。
首先，我们可以在Socket上通过Socket.IOControl方法设置KeepAliveValues，来控制底层TCP的保活机制，比如，设定2秒钟检测一次，超过10秒检测失败时抛出异常。
socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues, inOptionValues, null);
据我们的经验，这种设定可以解决一部分问题，但是仍然会有一些连接在断开后，远远超过10秒才被感知掉。所以，这个补救措施还是远远不够的。我们还需要在应用层加入我们自己的TCP连接状态检测机制，这种机制就是通常所说的“心跳”。
2."心跳"机制
心跳机制的原理很简单：客户端每隔N秒向服务端发送一个心跳消息，服务端收到心跳消息后，回复同样的心跳消息给客户端。如果服务端或客户端在M秒（M>N）内都没有收到包括心跳消息在内的任何消息，即心跳超时，我们就认为目标TCP连接已经断开了。
由于不同的应用程序对感知TCP掉线的灵敏度不一样，所以，N和M的值就可以设定的不一样。灵敏度要求越高，N和M就要越小；灵敏度要求越低，N和M就可以越大。而要求灵敏度越高，也是有代价的，那就是需要更频繁地发送心跳消息，如果有几千个连接同时频繁地发送心跳消息，那么其所消耗的资源也是不能忽略的。
当然，网络环境（如延迟的大小）的好坏，也对会对N和M的值的设定产生影响，比如，网络延迟较大，那么N与M之间的差值也应该越大（比如，M是N的3倍）。否则，可能会产生误判 -- 即TCP连接没有断开，只是因为网络延迟大才及时没收到心跳消息，我们却认为连接已经断开了。
ESFramework内置了心跳机制，当心跳超时时，服务端会触发IUserManager的SomeOneTimeOuted事件，来通知我们的应用程序。
在服务器端，UserManager通过ESBasic.Threading.Application.HeartBeatChecker来对心跳进行检测，而HeartBeatChecker的SurviveSpanInSecs属性可以用于设置我们所描述的M值。
在客户端，则通过ESPlus.Application.Basic.Passive.HeartBeater来向服务器定时发送心跳消息，而HeartBeater的DetectSpanInSecs属性可以用于设置N值。
当我们在使用Rapid引擎时，Rapid引擎已经将心跳机制的组件为我们组装好了。由于RapidServerEngine和RapidPassiveEngine没有暴露出HeartBeatChecker和HeartBeater，所以，我们不能直接通过HeartBeatChecker和HeartBeater设定M和N的值，但是，RapidServerEngine和RapidPassiveEngine分别提供了HeartbeatTimeoutInSecs属性和HeartBeatSpanInSecs属性来间接地设定M和N。
3.必须关闭掉线的TCP连接
无论是普通掉线（立即感知）还是心跳超时掉线（非立即感知），都需要关闭对应的TCP连接以释放系统资源。
ITcpServerEngine接口提供了CloseOneConnection方法以关闭目标连接。
///<summary>
/// 主动关闭连接，将触发SomeOneDisconnected事件。
///</summary>
void CloseOneConnection(UserAddress adderss, DisconnectedType disconnectedType);
当普通掉线时，ITcpServerEngine会自动关闭了TCP连接；但是，当心跳超时掉线时，我们需要自己手动关闭对应的连接。幸运的是，ESPlus.Application.Basic空间下的组件会自动帮我们关闭超时掉线的连接。所以，使用Rapid引擎的我们也不用再自己手动关闭超时掉线的TCP连接了。
另外要提醒一点，当TCP连接超时掉线时，使用Rapid引擎的服务端会首先触发IUserManager的SomeOneTimeOuted事件，接着再触发IUserManager的SomeOneDisconnected事件（由于ESPlus调用CloseOneConnection方法时触发）。
4.UDP与"心跳"
前面介绍的都是关于TCP的掉线的问题，下面我们看看UDP。
由于UDP是无连接的协议，所以，当我们在使用ESFramework的UDP引擎的时候，几乎肯定是需要配备心跳机制的，使用心跳消息确认客户端还在线，以保证服务端不会过早释放对应的Session或长期保留已失效的Session。
ESFramework中的心跳机制相关的组件是与协议无关的，所以既可以用于TCP应用，也可用于UDP应用。
在ESFramework 开发手册（04） －－ 可靠的P2P 一文中介绍的P2P通道如果是基于UDP的，则ESPlus内部也启动了心跳机制，以保证在基于UDP的P2P通道断开时，ESPlus能尽快感知，并关闭对应的P2P通道。
5.关闭心跳机制
比如，在LAN中进行通信的分布式系统，由于网络延迟和意外掉线的几率微乎其微，所以，可以考虑关闭心跳机制。再比如，当我们断点调试客户端程序时，由于断点时间太久，服务端会判断为客户端已经心跳超时掉线了，在这种情况下，也可以关闭心跳机制。那么如何关闭心跳机制了？可以这样做：
将RapidPassiveEngine的HeartBeatSpanInSecs属性设置为0。这样客户端就不会发送定时的心跳消息了。
将RapidServerEngine的HeartbeatTimeoutInSecs属性设置为小于等于0。这表示服务端将不再做心跳超时检查。
【思考】
看到这个需求，直观上的反应就是在服务端维护一个在线列表。当服务端的监听器监听到一个连接，就把该连接对应的客户端信息加入这个在线列表。这样就完成了对上线状况的记录。但下一个问题是如何让服务器知道客户端的离线状况呢？我们可能会想到，让客户端在关闭前发送一个消息到服务端，服务端收到消息后就把客户端置为离线状态。但是，在更多情况下，客户端并不是这么“友好”地关闭的。应用程序崩溃、网络连接被重置、机器死机等情况下，客户端来不及发送“离线通知”给服务端就挂掉了。这时，需要有一套机制，能让服务端和客户端彼此对对方的在线状态保持清醒。
【概念】
何谓“心跳”？ 心跳就是指“活着”的客户端或服务端每隔一定的时间就互相发送接收一个消息，告诉对方自己“活着”。当客户端或服务端超过一定的时间间隔尚未收到对方的“心跳”消息，就认为对方“死了”。这就是“心跳机制”的核心思想。
【设计实现】
在客户端，除了 UI 外，需要三个线程在后台工作。
1，自动连接的线程。该线程可以实现每隔指定时间就检查一次连接状态，如果发现当前是“离线”状态，就自动发起向服务端的一次连接。
1 private void ThreadConnect()
3 do
4 {
5
6 if (!_bConnected)
7 {
8 _bConnected = _sender.Connect(_ip, _port);
9
10 if (_bConnected)
11 {
12
13 Thread threadSendAndReceivePulseMessage = new Thread(new ThreadStart(ThreadSendAndReceivePulseMessage));
14 threadSendAndReceivePulseMessage.IsBackground = true;
15 threadSendAndReceivePulseMessage.Start();
16
17 Thread threadCheckPulseCount = new Thread(new ThreadStart(ThreadCheckPulseCount));
18 threadCheckPulseCount.IsBackground = true;
19 threadCheckPulseCount.Start();
20
21 _pulseCount = 0;
22
23 OnConnected(new EventArgs());
24 }
25
26 }
27 Thread.Sleep(_connectInterval);
28
29 }
30 while (_bWorking && _bAutoReconnect);
31 }
2，收发“心跳”消息的线程。该线程和服务端进行收发心跳消息。注意每收到服务器发来的消息，应将心跳计数器置零。心跳计数器的含义是已经隔了多少个心跳周期没收到心跳消息了。
1 private void ThreadSendAndReceivePulseMessage()
3 while (_bWorking && _bConnected)
4 {
5
6 string recv = _sender.Receive(64);
7
8
9 if (recv == "PULSE")
10 {
11 _pulseCount = 0;
12
13 _sender.Send("ALIVE");
14 }
15 else
16 {
17 _bConnected = false;
18 _sender.Close();
19
20 }
21 Thread.Sleep(10);
22 }
23 }
3，检查心跳计数器的值的线程。该线程每隔指定的时间间隔就检查一次心跳计数器，当发现已经超过指定心跳周期（比如3次）未接收到心跳消息，就认为是离线了，则进行相应的处理。
1 private void ThreadCheckPulseCount()
3 while (_bWorking && _bConnected)
4 {
5 Thread.Sleep(_pulseInterval);
6
7 _pulseCount++;
8
9 if (_pulseCount > _maxPulseCount)
10 {
11 _bConnected = false;
12 _sender.Close();
13 }
14
15 if (!_bConnected)
16 {
17 OnDisconnected(new EventArgs());
18 }
19 }
20 }
在服务端，设计思想类似，需要维护一个“在线列表”，并及时和客户端通信，此处省略代码。