C#高性能大容量SOCKET并发（十）：SocketAsyncEventArgs线程模型

线程模型

SocketAsyncEventArgs编程模式不支持设置同时工作线程个数，使用的NET的IO线程，由NET底层提供，这点和直接使用完成端口API编程不同。NET底层IO线程也是每个异步事件都是由不同的线程返回到Completed事件，因此在Completed事件需要对用户对象进行加锁，避免同一个用户对象同时触发两个Completed事件。

void IO_Completed(object sender, SocketAsyncEventArgs asyncEventArgs)
{
AsyncSocketUserToken userToken = asyncEventArgs.UserToken as AsyncSocketUserToken;
userToken.ActiveDateTime = DateTime.Now;
try
{
lock (userToken) //避免同一个userToken同时有多个线程操作
{
if (asyncEventArgs.LastOperation == SocketAsyncOperation.Receive)
ProcessReceive(asyncEventArgs);
else if (asyncEventArgs.LastOperation == SocketAsyncOperation.Send)
ProcessSend(asyncEventArgs);
else
throw new ArgumentException("The last operation completed on the socket was not a receive or send");
}
}
catch (Exception E)
{
Program.Logger.ErrorFormat("IO_Completed {0} error, message: {1}", userToken.ConnectSocket, E.Message);
Program.Logger.Error(E.StackTrace);
}
}

使用ProceXP可以看到服务端在比较忙的时候，服务的线程会越多。在Completed事件加锁有好处是后续逻辑处理都是串行的，可以不用考虑线程同步。还有一个地方需要注意的是断开超时连接，由于超时连接会调用Shutdown函数来强行中断SOCKET，因此在守护线程调用时，也需要锁住userToken对象。

public void DaemonThreadStart()
{
while (m_thread.IsAlive)
{
AsyncSocketUserToken[] userTokenArray = null;
m_asyncSocketServer.AsyncSocketUserTokenList.CopyList(ref userTokenArray);
for (int i = 0; i < userTokenArray.Length; i++)
{
if (!m_thread.IsAlive)
break;
try
{
if ((DateTime.Now - userTokenArray[i].ActiveDateTime).Milliseconds > m_asyncSocketServer.SocketTimeOutMS) //超时Socket断开
{
lock (userTokenArray[i])
{
m_asyncSocketServer.CloseClientSocket(userTokenArray[i]);
}
}
}
catch (Exception E)
{
Program.Logger.ErrorFormat("Daemon thread check timeout socket error, message: {0}", E.Message);
Program.Logger.Error(E.StackTrace);
}
}

for (int i = 0; i < 60 * 1000 / 10; i++) //每分钟检测一次
{
if (!m_thread.IsAlive)
break;
Thread.Sleep(10);
}
}
}

在CloseClientSocket方法中，对m_asyncSocketUserTokenPool和m_asyncSocketUserTokenList进行处理的时候都有加锁，代码如下：

public void CloseClientSocket(AsyncSocketUserToken userToken)
{
if (userToken.ConnectSocket == null)
return;
string socketInfo = string.Format("Local Address: {0} Remote Address: {1}", userToken.ConnectSocket.LocalEndPoint,
userToken.ConnectSocket.RemoteEndPoint);
Program.Logger.InfoFormat("Client connection disconnected. {0}", socketInfo);
try
{
userToken.ConnectSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
}
catch (Exception E)
{
Program.Logger.ErrorFormat("CloseClientSocket Disconnect client {0} error, message: {1}", socketInfo, E.Message);
}
userToken.ConnectSocket.Close();
userToken.ConnectSocket = null; //释放引用，并清理缓存，包括释放协议对象等资源

m_maxNumberAcceptedClients.Release();
m_asyncSocketUserTokenPool.Push(userToken);
m_asyncSocketUserTokenList.Remove(userToken);
}

public void Push(AsyncSocketUserToken item)
{
if (item == null)
{
throw new ArgumentException("Items added to a AsyncSocketUserToken cannot be null");
}
lock (m_pool)
{
m_pool.Push(item);
}
}

public void Remove(AsyncSocketUserToken userToken)
{
lock (m_list)
{
m_list.Remove(userToken);
}
}

在有些性能要求更高的系统，特别是在一些C++写的完成端口中，会使用原子操作来代替锁，这样做的好处是不用进行系统内核和用户态切换，性能会高。不过技术比较偏门，不易维护，而且实际表现需要进行多方面测试，这类优化更建议优化业务逻辑，并尽量减少内存分配和释放。

DEMO下载地址：http://download.csdn.net/detail/sqldebug_fan/7467745

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。