使用ZeroMQ（clrzmq）实现异步通信

Posted 2020-06-23

ZeroMQ是对Socket的封装，通过组合多种类型的结点可以实现复杂的网络通信模式。而且ZeroMQ设计简单，可以有多种平台实现，对于跨平台项目是一个福音。

clrzmq是ZeroMQ的C#语言的实现。当我在使用clrzmq时，发现ZeroMQ的server端，即REP，在接收到消息后，回复消息，但是在回复消息之前不能再接收消息。用伪代码表示就是

while(true)
{
    byte[] receiveData = new byte[1024];
    receive(receiveData);
    
    //do some work
    byte[] responseData = new byte[1024];
    send(reponseData);
}

既然ZeroMQ的名称里含有MQ（Message Queue），就应该有队列的功能啊？在ZeroMQ的官方手册中介绍了router-dealer模式：

router可以作为路由器，起到缓存消息的作用，如果服务端空闲，会把消息通过dealer发送给服务端。

这篇文章使用C++实现了ZeroMQ消息队列。

幸运的是，clrzmq对router-dealer模式进行了封装，可以使用QueueDevice类实现相同的效果。

在我的例子中，我将router-dealer放在了服务端进程中，dealer和服务端的通信是县城通信，交互图如下：

                  tcp                     inproc                 inproc       

              connect     ________________      connect

客户端i  -------------|router -------- dealer| -----------服务端

                                 ——————---------

                                       queueDevice

客户端代码如下：

static void Main(string[] args)
{
            string serverAddress = "tcp://localhost:5555";
            // ZMQ Context and client socket
            using (ZmqContext context = ZmqContext.Create())
            using (ZmqSocket client = context.CreateSocket(SocketType.REQ))
            {
                client.Connect(serverAddress);

                string request = "Hello";
                while(true)//for (int requestNum = 0; requestNum < 10; requestNum++)
                {
                    string again = Console.ReadLine();

                    Console.WriteLine("Sending request...");
                    client.Send(again + request, Encoding.Unicode);

                    string reply = client.Receive(Encoding.Unicode);
                    Console.WriteLine("Received reply {0}: ", reply);
                }



            }
 }

服务端代码：

   class Program
    {
        static ZmqContext context = ZmqContext.Create();
        static ManualResetEvent _deviceReady = new ManualResetEvent(false);
        //static ManualResetEvent _receiverReady = new ManualResetEvent(false);

        static void Main(string[] args)
        {
            startRouterDealer();
            // ZMQ Context, server socket
            _deviceReady.WaitOne();

            using (ZmqSocket server = context.CreateSocket(SocketType.REP))
            {
                //server.Bind("inproc://backend");
                server.Connect("inproc://backend");

                while (true)
                {

                    // Wait for next request from client
                    string message = server.Receive(Encoding.Unicode);
                    Console.WriteLine("Received request: {0}", message);

                    //ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(procedeRequest), server);
                    // Do Some ‘work‘
                    Thread.Sleep(5000);

                    // Send reply back to client
                    server.Send(message, Encoding.Unicode);
                }
            }
        }

        private static void startRouterDealer()
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(startQueueDeviceThread), null);
            //ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(startRouterDealerThread), null);
        }
        private static void startQueueDeviceThread(object state)
        {
            //Thread.Sleep(2000);
            using (QueueDevice queue = new QueueDevice(context,
                "tcp://*:5555",
                "inproc://backend",
                DeviceMode.Threaded))
            {
                queue.Initialize();
                _deviceReady.Set();
                queue.Start();
                while(true)
                {
                    Thread.Sleep(1000);
                }
            }
        }
}

ZeroMQ的手册中介绍说，router-dealer必须先启动，服务端再启动，因此ManualResetEvent 的作用是协调QueueDevice和服务端的启动顺序。