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可扩展多线程异步Socket服务器框架EMTASS 2.0 0 前言 [前言]、[第1节]、[第2节]、[第3节]、[第4节]、[第5节]、[第6节] 在程序设计与实际应用中，Socket数据包接收服务器够得上一个经典问题了：需要计算机与网络编程知识（主要是Socket），与业务处理逻辑密切（如：包组成规则），同时还要兼顾系统运行的稳定、效率、安全与管理等。具体应用时，在满足业务处理逻辑要求的基础上，存在侧重点：有些需要考虑并发与效率，有些需要强调稳定与可靠等等。虽然.NET 2.0 Framework上的IOCP（I/O完成端口）异步技术可以有效解决并发等问题，但完全的异步模式也缺乏一些控制上的灵活性，例如：Socket暂停操作等。 本文介绍的是一个传统Socket数据包服务器解决方案，该方案改自笔者2005年底的一个交通部省级公路交通流量数据服务器中心（DSC）项目。当时.NET Framework 2.0 与 Visual Studio 2005 发布没多久，笔者接触C#的时间不长。于是Google了国内国外网，希望找点应用C#解决Socket通信问题的思路和代码。最后，找到了两篇帮助最大的文章：一篇是国人2005年3月写的Socket接收器框架——在C#中使用异步Socket编程实现TCP网络服务的C/S的通讯构架(一)（分（一)、（二）两篇），该文应用了客户端Socket会话（Session）概念；另一篇是美国人写的，提出了多线程、分段接收数据包的技术方案，描述了多线程、异步Socket的许多实现细节，该文坚定了笔者采用多线程和异步方式处理Socket接收器的技术路线。第一个版本EMTASS 1.0（EMTASS，Extensible Multi-Thread Asynchronous Socket Server）于2006年初完成并投入使用。 今年暑假，笔者修改了原Socket接收服务器代码，即EMTASS 1.1。最近，又按框架的可扩展性、可重用性等要求重新构思和设计了EMTASS，即EMTASS 2.0。下面的介绍共分六个部分： 总体思路与架构 关键实现技术 框架使用简介 一般测试结果 总结与展望 版本与源码 1 总体思路与架构 [前言]、[第1节]、[第2节]、[第3节]、[第4节]、[第5节]、[第6节] 1.1 总体思路 总体构思上，主要考虑多线程、异步Socket和可扩展性三个方面。 1) 三个核心线程 在Internet环境下的Socket应用中，客户端和网络容易出现异常，此时必须释放异常退出的Socket资源。考虑到服务器的高并发能力，一般采取包接收和处理分开的策略：将接收到的包添加到包队列，然后处理队列中的数据包。当然，侦听远程客户端的连接请求可以用Socket的AcceptAsync()异步方法（IOCP，I/O完成端口由此开始）。考虑到暂停、关闭同步操作，仍然用一个线程。这样，清理资源、处理数据包、侦停客户连接请求就是组成了EMTASS架构的三个核心线程，它们由.NET线程池统一管理： 客户端连接侦听线程 StartServerListen()：循环侦听远程客户端的Socket连接请求。如果存在，通过适当规范性判断后创建该Socket的客户端会话TSessionBase对象（实际上是该类的派生类对象），同时调用该会话对象的Socket异步数据接收方法BeginReceive()，接收到的数据包存放在会话对象的包队列中。当然，新增的TSessionBase对象将添加到会话队列m_sessionTable（一个Dictionary泛型对象）中，该队列表就是清理和处理线程的遍历对象； 数据包处理线程 CheckDatagramQueue()：循环检测TSessonBase队列中的会话对象，调用该对象的相关方法完成数据包解析、判断类型、数据存储等任务； 会话表检测线程 CheckSessionTable()：循环检查会话表m_sessionTable中的各个会话对象，分步骤清理已经超时、无效或异常的会话对象，清理会话对象的缓冲区，释放其Socket资源。 2) 异步处理模式 .NET Framework中的Socket具有完整的异步处理能力：侦听后异步接收（AcceptAsync()）、数据异步接收（BeginReceive()）、数据异步发送（BeginSend()）等。EMTASS框架采取了异步接收和发送方式，并封装在TSessionBase类中。在EMTASS的版本1.0、1.1中，这些方法在主类TSocketServerBase中实现，显然不符合类封装原则。 3) 系统可扩展性 可扩展性主要考虑不同的业务处理逻辑和应用场景，即：数据包格式、数据存储方法、数据