按顺序运行异步套接字操作

Posted 2023-02-24

【中文标题】按顺序运行异步套接字操作

【英文标题】：Running async socket operations in order

【发布时间】：2012-07-17 09:24:37

【问题描述】：

我需要的是一个按顺序执行异步操作的类。

class FooSocket

    private Socket _Socket;

    // Message is a class that wraps a byte array.
    public Task<Message> Receive()  /*Bla...*/ ;
    public Task<int> Send(Message message)  /*Bla...*/ ;

如果我按Send、Receive和Send的顺序调用，我需要先发送，并将剩余的接收和发送操作排队，直到第一个接收完成。

我尝试在课堂上创建一个主要任务字段并遵循MainTask = MainTask.ContinueWith(...) 类型的方法。我什至写了一个名为 Sequencer 的类，它正是这样做的，但不知何故感觉不对，在延续和其他东西中创建嵌套任务（使用 Task.Factory.FromAsync 方法）。

我还尝试做一些事情，比如排队 TaskCompletionSource 对象并在我的 Receive/Send 方法中返回它们的任务，在一个单独的线程上以无限循环检查队列，但由于我将有大约 200k 的 FooSocket 实例，一个线程用于各自也觉得不明智。如果我把它做成一个线程池，我会得出这个“线程池不应该用于长时间运行的操作”的规则。

我感觉很接近，但不确定订购这些工作的最有效方式是什么。

【问题讨论】：

如果您可以使用 C#5 或异步扩展，甚至更好的 F#，如果不是，那么您应该使用 Task.FromAsync/Task.ContinueWith 方式，恕我直言

您想同步运行异步操作吗？

@Carsten，我需要在 C# 4 中完成。

@Jodrell，有点；当涉及到它们自己的操作时，所有 FooSocket 实例都应该同步工作，而从调用者的角度来看是异步的。

@d4wn：或多或少是微不足道的——你基本上只需要添加一些 async/await 关键字——你可以在这里找到很多示例和信息：msdn.microsoft.com/en-us/vstudio/async.aspx

【参考方案1】：

我会使用TPL Dataflow。您可以安装它via NuGet 或作为Async CTP 的一部分。 TPL Dataflow 提供了一个基本的 BufferBlock<T> 类型，听起来正是您所需要的。

如果你只是建模一个套接字，那么当数据被缓冲出去时完成Send任务，不断地读入另一个缓冲区，当你从那个缓冲区读取时完成Receive任务。 （注意：Socket 上的“发送”操作在数据缓冲到操作系统时完成，而不是在数据通过线路输出或到达目的地时完成。

如果您正在为更高级别的命令/响应建模，那么您应该有一个代表整个命令/响应的任务，正如 James 所建议的那样。我会两者兼而有之；借助async/await 支持，可以轻松将一个层叠在另一个之上。 （注意：Socket 上的“接收”操作可能会以部分接收完成，因此您需要 message framing）。

您的架构可能还需要一些工作：

我将拥有大约 20 万个 FooSocket 实例

这肯定是个问题（我假设您使用的是 TCP/IP）。只有大约 65K TCP/IP 端口，默认情况下只有大约 16K 是短暂的，您必须为操作系统留出大量“喘息空间”，否则它会开始出现异常行为。我估计只有约 12K 的连接是现实的，除非您更改可以（理论上）使您达到约 59K 的短暂范围。大约 200K 是不可能的 - 除非您更改临时范围并且使用负载均衡器拥有多个 IP 地址。

【讨论】：

关于 BufferBlock，MSDN page of it 没有任何关于使用的信息，在找到 this 之后，我仍然很难理解如何在我的场景中使用它。我也不太明白你的第二段（对不起，新的套接字）。我阅读了您的消息农场帖子，它很棒，但是我发送数据的设备的软件超出了我的控制范围，并且无法理解前缀长度。我只是将命令分成一大块发送并阅读，直到我看到 .

正如您所说的那样，这是不可能的，我还需要连接到大约 200k 的这些设备才能与它们进行交互，但我最多可以使用 5 台服务器来实现这一点。无论如何，短期内10k就足够了。在那之后，我将有足够的时间研究更明智的方式，比如云或足够的服务器场......还不知道。

我的 first link 是一个介绍性 TPL 数据流文档。并且消息框架可以很好地与分隔符配合使用；如果可以选择，我只是更喜欢长度前缀。

对不起，我想我很草率，看到“下载中心”让我觉得它是一个安装程序。我肯定会在几分钟内调查一下。但就像我说的那样，我无法控制我需要与之通信的设备软件（接收代码）。因此，在此特定示例中，分隔符与长度前缀没有什么不同，因为我们的设备都不支持，至少在当前版本中是这样。

啊，我以为 你的意思是分隔符。如果您的意思是流的实际结束，那将是非常低效的。但如果你没有选择，那么你就别无选择。 :)

【参考方案2】：

如果它是请求/响应类型的行为，恕我直言，任务粒度应该是完整的往返，而不是分开发送和接收。

您不需要 CTP 来支持 .net 4，您可以使用异步定位包。

消费代码是什么样的？带有等待调用的循环？