自从本座发表了两篇关于 Windows Socket 通信组件实现的文章后,收到不少读者的留言,希望能分享完整的源代码。此时,本座不敢弊帚自珍。特意在此提供服务端组件和客户端组件的完整代码。另外,为便于读者学习和理解,花了一点点时间精心制作了两个测试用例,一个用于功能测试(TestEcho),另一个用于性能测试(TestEcho-PFM)。读者可以通过这两个测试用例入手,迅速掌握组件的使用方法。希望对大家有所帮助,谢谢 ~ ^_^ ~
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(轻踩这里,你懂的 ^_*)
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原文:《基于 IOCP 的通用异步 Windows Socket TCP 高性能服务端组件的设计与实现》
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设计概述
服务端通信组件的设计是一项非常严谨的工作,其中性能、伸缩性和稳定性是必须考虑的硬性质量指标,若要把组件设计为通用组件提供给多种已知或未知的上层应用使用,则设计的难度更会大大增加,通用性、可用性和灵活性必须考虑在内。
现以一个基于 IOCP 的通用异步 Windows Socket TCP 服务端组件为例子,讲述其设计与实现相关的问题,希望能引发大家的思考,对大家日后开展相关类似工作时有所帮助。关于通用性、可用性、Socket 模型选型以及接口模型的设计等问题已经在本座前段时间发表的《通用异步 Windows Socket TCP 客户端组件的设计与实现》中进行过阐述,此处就不再重复了。现在主要针对服务端通信组件的特点阐述设计其设计和实现相关的问题。
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一、线程结构
与组件相关的线程有 3 种:使用者线程、Accept? 线程和工作线程,其中后 2 种由组件实现。
注意:如果上层应用在接收到 OnAccept/OnSend/OnReceive 这些组件通知时直接进行业务逻辑处理并在其中操作组件,则工作线程也成为了使用者线程。另外,如果要处理的业务逻辑比较耗时,上层应用应该在接收到组件通知后交由其他线程处理。
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二、性能
组件采用 Windows 平台效率最高的?IOCP Socket 通信模型,因此在通信接口的性能方面是有保证的,这里就不多说了。现在从组件的设计与实现的角度来来阐述性能的优化。组件在代码级别做了很多优化,一些看似多余或繁琐的代码其实都是为了性能服务;组件在设计方面主要采用了 2 中优化策略:缓存池和私有堆。
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三、通用性与可用性
与《通用异步 Windows Socket TCP 客户端组件的设计与实现》描述的客户端接口一样,服务端组件也提供了两组接口:ISocketServer 接口提供组件操作方法,由上层应用直接调用;IServerSocketListener 接口提供组件通知方法,由上层应用实现,这两个接口设计得非常简单,主要方法均不超过 5 个。由于组件自身功能完备(不需要附带其它库或代码)并且职责单一(只管通信,不参与业务逻辑),因此可以十分方便第整合到任何类型的应用程序中。
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四、伸缩性
可以根据实际的使用环境要求设置工作线程的数量、 TBufferObj 和 TSocketObj 缓存池的大小、TBufferObj 缓冲区的大小、Socket 监听队列的大小、AccepEx 派发的数目以及心跳检查的间隔等。
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五、连接标识
组件完全封装了所有的底层 Socket 通信,上层应用看不到任何通信细节,不必也不能干预任何通信操作。另外,组件在 IServerSocketListener 通知接口的所有方法中都有一个 Connection ID 参数,该参数作为连接标识提供给上层应用识别不同的连接。
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原文:《通用异步 Windows Socket TCP 客户端组件的设计与实现》
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设计概述
编写 Windows Socket TCP 客户端其实并不困难,Windows 提供了6种?I/O 通信模型供大家选择。但本座看过很多客户端程序都把 Socket 通信和业务逻辑混在一起,剪不断理还乱。每个程序都 Copy / Parse 类似的代码再进行修改,实在有点情何以堪。因此本座利用一些闲暇时光写了一个基于 IOCP 的通用异步 Windows Socket TCP?高性能服务端组件和一个通用异步 Windows Socket TCP 客户端组件供各位看官参详参详,希望能激发下大家的灵感。本篇文章讲述客户端组件。闲话少说,我们现在步入正题。
答:很简单。
1、限制组件的职能,说白了,通信组件的唯一职责就是接受和发送字节流,绝对不能参与上层协议解析等工作。不在其位不谋其政就是这个意思。
2、与上层使用者解耦、互不依赖,组件与使用者通过接口方法进行交互,组件实现 ISocketClient 接口为上层提供操作方法;使用者通过?IClientSocketListener 接口把自己注册为组件的 Listener,接收组件通知。因此,任何使用者只要实现了 IClientSocketListener 接口都可以使用组件;另一方面,你甚至可以自己重新写一个实现方式完全不同的组件实现给使用者调用,只要该组件遵从 ISocketClient 接口。这也是 DIP 设计原则的体现(若想了解更多关于设计原则的内容请猛击这里 ^_^)。
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答:这个问题问得很好,可用性对所有通用组件都是至关重要的,如果太难用还不如自己重头写一个来得方便。因此,ISocketClient 和 IClientSocketListener 接口设计得尽量简单易用(通俗来说就是“傻瓜化”),这两个接口的主要方法均不超过 5 个。
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作为底层的通用组件,性能问题是必须考虑的,绝对不能成为系统的瓶颈。而另一方面,从实际出发,毕竟只是一个客户端组件,它的并发性要求远没有服务端那么高。因此,组件在设计上充分考虑了性能、现实使用情景、可用性和实现复杂性等因素,确保满足性能要求的同时又不会写得太复杂。做出以下两点设计决策:
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