C#中一个高性能异步socket封装库的实现思路分享

2019-12-30 18:35:44丽君

前言

socket是软件之间通讯最常用的一种方式。c#实现socket通讯有很多中方法,其中效率最高就是异步通讯。

异步通讯实际是利用windows完成端口(IOCP)来处理的,关于完成端口实现原理,大家可以参考网上文章。

我这里想强调的是采用完成端口机制的异步通讯是windows下效率最高的通讯方式,没有之一!

 

异步通讯比同步通讯处理要难很多,代码编写中会遇到许多“坑“。如果没有经验,很难完成。

我搜集了大量资料,完成了对异步socket的封装。此库已用稳定高效的运行几个月。

 

纵观网上的资料,我还没有遇到一个满意的封装库。许多文章把数据收发和协议处理杂糅在一块,代码非常难懂,也无法扩展。

在编写该库时,避免以上缺陷。将逻辑处理层次化,模块化!同时实现了高可用性与高性能。

 

为了使大家对通讯效率有初步了解,先看测试图。

C#,socket封装库

主机配置情况

C#,socket封装库

百兆带宽基本占满,cpu占用40%,我的电脑在空闲时,cpu占用大概20%,也就是说程序占用cpu 20%左右。

这个库是可扩展的,就是说即使10万个连接,收发同样的数据,cpu占用基本相同。

 

库的结构图

C#,socket封装库

目标

即可作为服务端(监听)也可以作为客户端(主动连接)使用。

可以适应任何网络协议。收发的数据针对字节流或一个完整的包。对协议内容不做处理。

高可用性。将复杂的底层处理封装,对外接口非常友好。

高性能。最大限度优化处理。单机可支持数万连接,收发速度可达几百兆bit。

实现思路

网络处理逻辑可以分为以下几个部分:

网络监听 可以在多个端口实现监听。负责生成socket,生成的socket供后续处理。监听模块功能比较单一,如有必要,可对监听模块做进一步优化。

主动连接 可以异步或同步的连接对方。连接成功后,对socket的后续处理,与监听得到的socket完全一样。注:无论是监听得到的socket,还是连接得到的socket,后续处理完全一样。

Socket收发处理 每个socket对应一个收发实例,socket收发只针对字节流处理。收发时,做了优化。比如发送时,对数据做了沾包,提高发送性能;接收时,一次投递1K的数据。