C#基于SocketAsyncEventArgs实现的完成端口封装，可以支持65535个连接

SQLDebug_Fan 2014-02-12 01:57:21

加精

原文地址：http://blog.csdn.net/sqldebug_fan/article/details/17556353
例子主要包括SocketAsyncEventArgs通讯封装、服务端实现日志查看、SCOKET列表、上传、下载、远程文件流、吞吐量协议，用于测试SocketAsyncEventArgs的性能和压力，最大连接数支持65535个长连接，最高命令交互速度达到250MB/S（使用的是127.0.0.1的方式，相当于千兆网卡1Gb=125MB/S两倍的吞吐量）。服务端用C#编写，并使用log4net作为日志模块；客户端使用DELPHI编写，和以前的DELPHI版完成端口共用一个客户端，没有提供C#版的客户端。
服务端
服务端是一个控制台程序，支持分颜色显示日志，界面截图如下：

客户端
用于对服务端进行性能测试，实现了吞吐量测试协议，还有日志、查看客户端、上传、下载、远程文件流五个应用层协议，可以作为要实现其他协议的例子参考，其中远程文件流可以作为分布式系统的底层数据交互模块，界面截图如下：

性能测试结果
支持65535个长连接，为了支持65535个连接，由于测试程序是32位，最大内存2G，需要把每个连接使用的内存改下，主要修改ProtocolKey.cs单元的这两个参数，默认是4KB，我们修改为1KB。



public class ProtocolConst  

{          

    public static int InitBufferSize = 1024; //解析命令初始缓存大小          

    public static int ReceiveBufferSize = 1024; //IOCP接收数据缓存大小，设置过小会造成事件响应增多，设置过大会造成内存占用偏多  

}

循环发包网络流量可以达到250MB/S，受限于是网卡流量，千兆网卡最大1Gb=125MB/S，为了测试最大吞吐量，我们需要把客户端和服务器放在同一台电脑上，使用127.0.0.1这个IP测试，127.0.0.1是本机回送地址（Loopback Address），即主机IP堆栈内部的IP地址，主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回，不进行任何网络传输。
其中截图如下：

DEMO下载地址：http://download.csdn.net/detail/sqldebug_fan/6874257，例子代码中服务端用C#编写，客户端用DELPHI编写。
免责声明：此代码只是为了演示C#完成端口编程，仅用于学习和研究，切勿用于商业用途。水平有限，C#也属于初学，错误在所难免，欢迎指正和指导。邮箱地址：fansheng_hx@163.com。

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越过越咸 2015-11-12

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Jeece_JX 2015-08-28

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太牛了！！！

OriginalCobra 2015-01-06

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请问怎么通过服务端向客户端发送消息呢？

bob76012 2014-02-19

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jAmEs_ 2014-02-18

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好帖，见识了

austin9972 2014-02-17

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啥都得学呀 2014-02-17

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2个大牛引经据典的PK，喜闻乐见！真是大开眼界！

bob76012 2014-02-17

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godshome 2014-02-16

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学习了..

SQLDebug_Fan 2014-02-16

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Windows提供了Select、重叠IO（AcceptSync、SendSync）和完成端口，其中完成端口只是一种线程模型，需要使用CreateIoCompletionPort来调用，NET中的SocketAsyncEventArgs封装了IOCP的调用，调用SendSync是投递请求，《Windows网络编程》有详细的网络编程说明。

showjim 2014-02-15

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引用 45 楼 zanfeng 的回复:

public bool ReceiveAsync(SocketAsyncEventArgs e) 这个不就是我说的？？？ SocketAsyncEventArgs

难道Socket还有其它的ReceiveAsync？好吧，既然你认为ReceiveAsync与SendAsync就是你说的SocketAsyncEventArgs，那我就贴BeginReceive，不过代码层次比较多

public IAsyncResult BeginReceive(byte[] buffer, int offset, int size, SocketFlags socketFlags, out SocketError errorCode, AsyncCallback callback, object state)
{
    errorCode = this.DoBeginReceive(buffer, offset, size, socketFlags, asyncResult);
}
private SocketError DoBeginReceive(byte[] buffer, int offset, int size, SocketFlags socketFlags, OverlappedAsyncResult asyncResult)
{
    SocketError socketError = SocketError.SocketError;
    try
    {
        asyncResult.SetUnmanagedStructures(buffer, offset, size, null, false, ref this.Caches.ReceiveOverlappedCache);
        socketError = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, ref asyncResult.m_SingleBuffer, 1, out num, ref socketFlags, asyncResult.OverlappedHandle, IntPtr.Zero);
    }
    finally
    {
        socketError = asyncResult.CheckAsyncCallOverlappedResult(socketError);
    }
}
internal void SetUnmanagedStructures(byte[] buffer, int offset, int size, SocketAddress socketAddress, bool pinSocketAddress, ref OverlappedCache overlappedCache)
{
    this.SetUnmanagedStructures(buffer, offset, size, socketAddress, pinSocketAddress);
}
internal void SetUnmanagedStructures(byte[] buffer, int offset, int size, SocketAddress socketAddress, bool pinSocketAddress)
{
    if (pinSocketAddress && (this.m_SocketAddress != null))
    {
        base.SetUnmanagedStructures(objectsToPin);
    }
    else
    {
        base.SetUnmanagedStructures(buffer);
    }
}
internal void SetUnmanagedStructures(object objectsToPin)
{
        Socket asyncObject = (Socket) base.AsyncObject;
        if (this.m_UseOverlappedIO)
        {
        }
        else
        {
            asyncObject.BindToCompletionPort();
        }
    }
}

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/cc163356.aspx中提到BeginXXX的性能问题出在两个方面，一是IAsyncResult不可复用，二是调用路径比较深(程序繁琐)。

足球中国 2014-02-15

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public bool ReceiveAsync(SocketAsyncEventArgs e) 这个不就是我说的？？？ SocketAsyncEventArgs

足球中国 2014-02-15

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CreateIoCompletionPort 这个API才创建完成端口的。 GetQueuedCompletionStatus error = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, ref e.m_WSABuffer, 1, out num, ref socketFlags, e.m_PtrNativeOverlapped, IntPtr.Zero);

引用 42 楼 sbwwkmyd 的回复:

[quote=引用 41 楼 zanfeng 的回复:]这个能说明是完成端口嘛？？这个只是重叠IO。 WSASend WSARecv 这个是出现sp2中的。重叠IO只是完成端口的基础。

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/cc163356.aspx这个链接明确提到

2.0 版本的 Socket 类使用 Windows I/O 完成端口来完成异步 I/O 操作。

当然不可否认.NET2.0中的IOCP装封有性能问题比较大。在贴一段.NET2.0源代码

public bool ReceiveAsync(SocketAsyncEventArgs e)
{
    this.BindToCompletionPort();
    SocketFlags socketFlags = e.m_SocketFlags;
    try
    {
        if (e.m_Buffer != null)
        {
            error = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, ref e.m_WSABuffer, 1, out num, ref socketFlags, e.m_PtrNativeOverlapped, IntPtr.Zero);
        }
        else
        {
            error = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, e.m_WSABufferArray, e.m_WSABufferArray.Length, out num, ref socketFlags, e.m_PtrNativeOverlapped, IntPtr.Zero);
        }
    }
    catch (Exception exception)
    {
        e.Complete();
        throw exception;
    }
}

这段代码我删除了一些无关代码，其它子调用我也懒得贴了。[/quote]

t101706 2014-02-15

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学习学习

showjim 2014-02-15

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引用 41 楼 zanfeng 的回复:

这个能说明是完成端口嘛？？这个只是重叠IO。 WSASend WSARecv 这个是出现sp2中的。重叠IO只是完成端口的基础。

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/cc163356.aspx这个链接明确提到

2.0 版本的 Socket 类使用 Windows I/O 完成端口来完成异步 I/O 操作。

当然不可否认.NET2.0中的IOCP装封有性能问题比较大。在贴一段.NET2.0源代码

public bool ReceiveAsync(SocketAsyncEventArgs e)
{
    this.BindToCompletionPort();
    SocketFlags socketFlags = e.m_SocketFlags;
    try
    {
        if (e.m_Buffer != null)
        {
            error = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, ref e.m_WSABuffer, 1, out num, ref socketFlags, e.m_PtrNativeOverlapped, IntPtr.Zero);
        }
        else
        {
            error = UnsafeNclNativeMethods.OSSOCK.WSARecv(this.m_Handle, e.m_WSABufferArray, e.m_WSABufferArray.Length, out num, ref socketFlags, e.m_PtrNativeOverlapped, IntPtr.Zero);
        }
    }
    catch (Exception exception)
    {
        e.Complete();
        throw exception;
    }
}

这段代码我删除了一些无关代码，其它子调用我也懒得贴了。

足球中国 2014-02-15

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引用 40 楼 sbwwkmyd 的回复:

[quote=引用 39 楼 zanfeng 的回复:]现在2.0 sp2里面确实有了。但2.0的sp2比3.5框架出来的还要晚。 BeginXXX与XXXAsync这个与完成端口一点关系也没有吧。完成端口在 windows平台就是调用那几个API。 http://www.cnblogs.com/duzouzhe/archive/2010/01/13/1646514.html

.NET源码中BeginReceive与ReceiveAsync调用的是

[DllImport("ws2_32.dll", SetLastError=true)]
internal static extern SocketError WSARecv([In] SafeCloseSocket socketHandle, [In, Out] ref WSABuffer buffer, [In] int bufferCount, out int bytesTransferred, [In, Out] ref SocketFlags socketFlags, [In] IntPtr overlapped, [In] IntPtr completionRoutine);

BeginSend与SendAsync调用的是

[DllImport("ws2_32.dll", SetLastError=true)]
internal static extern SocketError WSASend([In] SafeCloseSocket socketHandle, [In] ref WSABuffer buffer, [In] int bufferCount, out int bytesTransferred, [In] SocketFlags socketFlags, [In] IntPtr overlapped, [In] IntPtr completionRoutine);

是包装了IOCP调用的[/quote] 这个能说明是完成端口嘛？？这个只是重叠IO。 WSASend WSARecv 这个是出现sp2中的。重叠IO只是完成端口的基础。

showjim 2014-02-14

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引用 39 楼 zanfeng 的回复:

现在2.0 sp2里面确实有了。但2.0的sp2比3.5框架出来的还要晚。 BeginXXX与XXXAsync这个与完成端口一点关系也没有吧。完成端口在 windows平台就是调用那几个API。 http://www.cnblogs.com/duzouzhe/archive/2010/01/13/1646514.html

.NET源码中BeginReceive与ReceiveAsync调用的是

[DllImport("ws2_32.dll", SetLastError=true)]
internal static extern SocketError WSARecv([In] SafeCloseSocket socketHandle, [In, Out] ref WSABuffer buffer, [In] int bufferCount, out int bytesTransferred, [In, Out] ref SocketFlags socketFlags, [In] IntPtr overlapped, [In] IntPtr completionRoutine);

BeginSend与SendAsync调用的是

[DllImport("ws2_32.dll", SetLastError=true)]
internal static extern SocketError WSASend([In] SafeCloseSocket socketHandle, [In] ref WSABuffer buffer, [In] int bufferCount, out int bytesTransferred, [In] SocketFlags socketFlags, [In] IntPtr overlapped, [In] IntPtr completionRoutine);

是包装了IOCP调用的

足球中国 2014-02-14

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引用 38 楼 sbwwkmyd 的回复:

而且IOCP并不非要SocketAsyncEventArgs，BeginXXX与XXXAsync是调用的是同一个函数处理的。

现在2.0 sp2里面确实有了。但2.0的sp2比3.5框架出来的还要晚。 BeginXXX与XXXAsync这个与完成端口一点关系也没有吧。完成端口在 windows平台就是调用那几个API。 http://www.cnblogs.com/duzouzhe/archive/2010/01/13/1646514.html

showjim 2014-02-14

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而且IOCP并不非要SocketAsyncEventArgs，BeginXXX与XXXAsync是调用的是同一个函数处理的。

showjim 2014-02-14

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引用 35 楼 zanfeng 的回复:

[quote=引用 16 楼 sp1234 的回复:] [quote=引用 15 楼 wanyeye 的回复:] 不错呀但是有个疑问，，C#里能实现IOCP，也就完成端口这个模式的么？

TcpListener框架类默认就是使用IOCP的。也就是说，人家都已经已经封装好了10年了，你还不认识。[/quote] 这可是纯粹胡扯。刚查看了一下tcplistener的代码。里面并没有使用iocp。并且tcplistener 推出是在.net 刚推出就已经有了。 3.5框架发布时，才加了iocp。也就是SocketAsyncEventArgs[/quote].NET2.0中有SocketAsyncEventArgs啊，TcpListener不论什么AcceptXXX都可以得到Socket，有了Socket不就能IOCP了？