前言

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socket是軟件之間通訊最常用的一種方式。c#實現socket通訊有很多中方法，其中效率最高就是異步通訊。

異步通訊實際是利用windows完成端口（IOCP）來處理的，關于完成端口實現原理，大家可以參考網上文章。

我這里想強調的是采用完成端口機制的異步通訊是windows下效率最高的通訊方式，沒有之一！

異步通訊比同步通訊處理要難很多，代碼編寫中會遇到許多“坑“。如果沒有經驗，很難完成。

我搜集了大量資料，完成了對異步socket的封裝。此庫已用穩定高效的運行幾個月。

縱觀網上的資料，我還沒有遇到一個滿意的封裝庫。許多文章把數據收發和協議處理雜糅在一塊，代碼非常難懂，也無法擴展。

在編寫該庫時，避免以上缺陷。將邏輯處理層次化，模塊化！同時實現了高可用性與高性能。

為了使大家對通訊效率有初步了解，先看測試圖。

主機配置情況

百兆帶寬基本占滿，cpu占用40%，我的電腦在空閑時，cpu占用大概20%，也就是說程序占用cpu 20%左右。

這個庫是可擴展的，就是說即使10萬個連接，收發同樣的數據，cpu占用基本相同。

庫的結構圖

目標

即可作為服務端（監聽）也可以作為客戶端（主動連接）使用。

可以適應任何網絡協議。收發的數據針對字節流或一個完整的包。對協議內容不做處理。

高可用性。將復雜的底層處理封裝，對外接口非常友好。

高性能。大限度優化處理。單機可支持數萬連接，收發速度可達幾百兆bit。

實現思路

網絡處理邏輯可以分為以下幾個部分：

網絡監聽 可以在多個端口實現監聽。負責生成socket，生成的socket供后續處理。監聽模塊功能比較單一，如有必要，可對監聽模塊做進一步優化。

主動連接 可以異步或同步的連接對方。連接成功后，對socket的后續處理，與監聽得到的socket完全一樣。注：無論是監聽得到的socket，還是連接得到的socket，后續處理完全一樣。

Socket收發處理 每個socket對應一個收發實例，socket收發只針對字節流處理。收發時，做了優化。比如發送時，對數據做了沾包，提高發送性能；接收時，一次投遞1K的數據。

組包處理 一般數據包都有包長度指示；比如 報頭的前倆個字節表示長度，根據這個值就可以組成一個完整的包。

NetListener 監聽

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
 
namespace IocpCore
{
 class NetListener
 {
  private Socket listenSocket;
  public ListenParam _listenParam { get; set; }
  public event Action<ListenParam, AsyncSocketClient> OnAcceptSocket;
 
  bool start;
 
  NetServer _netServer;
  public NetListener(NetServer netServer)
  {
   _netServer = netServer;
  }
 
  public int _acceptAsyncCount = 0;
  public bool StartListen()
  {
   try
   {
    start = true;
    IPEndPoint listenPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("0.0.0.0"), _listenParam._port);
    listenSocket = new Socket(listenPoint.AddressFamily, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    listenSocket.Bind(listenPoint);
    listenSocket.Listen(200);
 
    Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(NetProcess));
    thread1.Start();
    
    StartAccept();
    return true;
   }
   catch (Exception ex)
   {
    NetLogger.Log(string.Format("**監聽異常!{0}", ex.Message));
    return false;
   }
  }
 
  AutoResetEvent _acceptEvent = new AutoResetEvent(false);
  private void NetProcess()
  {
   while (start)
   {
    DealNewAccept();
    _acceptEvent.WaitOne(1000 * 10);
   }
  }
 
  private void DealNewAccept()
  {
   try
   {
    if(_acceptAsyncCount <= 10)
    {
     StartAccept();
    }
 
    while (true)
    {
     AsyncSocketClient client = _newSocketClientList.GetObj();
     if (client == null)
      break;
 
     DealNewAccept(client);
    }
   }
   catch (Exception ex)
   {
    NetLogger.Log(string.Format("DealNewAccept 異常 {0}***{1}", ex.Message, ex.StackTrace));
   }
  }
 
  private void DealNewAccept(AsyncSocketClient client)
  {
   client.SendBufferByteCount = _netServer.SendBufferBytePerClient;
   OnAcceptSocket?.Invoke(_listenParam, client);
  }
 
  private void AcceptEventArg_Completed(object sender, SocketAsyncEventArgs acceptEventArgs)
  {
   try
   {
    Interlocked.Decrement(ref _acceptAsyncCount);
    _acceptEvent.Set();
    acceptEventArgs.Completed -= AcceptEventArg_Completed;
    ProcessAccept(acceptEventArgs);
   }
   catch (Exception ex)
   {
    NetLogger.Log(string.Format("AcceptEventArg_Completed {0}***{1}", ex.Message, ex.StackTrace));
   }
  }
 
  public bool StartAccept()
  {
   SocketAsyncEventArgs acceptEventArgs = new SocketAsyncEventArgs();
   acceptEventArgs.Completed += AcceptEventArg_Completed;
 
   bool willRaiseEvent = listenSocket.AcceptAsync(acceptEventArgs);
   Interlocked.Increment(ref _acceptAsyncCount);
 
   if (!willRaiseEvent)
   {
    Interlocked.Decrement(ref _acceptAsyncCount);
    _acceptEvent.Set();
    acceptEventArgs.Completed -= AcceptEventArg_Completed;
    ProcessAccept(acceptEventArgs);
   }
   return true;
  }
 
  ObjectPool<AsyncSocketClient> _newSocketClientList = new ObjectPool<AsyncSocketClient>();
  private void ProcessAccept(SocketAsyncEventArgs acceptEventArgs)
  {
   try
   {
    using (acceptEventArgs)
    {
     if (acceptEventArgs.AcceptSocket != null)
     {
      AsyncSocketClient client = new AsyncSocketClient(acceptEventArgs.AcceptSocket);
      client.CreateClientInfo(this);
 
      _newSocketClientList.PutObj(client);
      _acceptEvent.Set();
     }
    }
   }
   catch (Exception ex)
   {
    NetLogger.Log(string.Format("ProcessAccept {0}***{1}", ex.Message, ex.StackTrace));
   }
  }
 }
}

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名稱欄目：C#中一個高性能異步socket封裝庫的實現思路分享-創新互聯
路徑分享：http://m.newbst.com/article4/hpgoe.html

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