首先我简单介绍一下同步TCP编程 与异步TCP编程。
在服务端我们通常用一个TcpListener来监听一个IP和端口。客户端来一个请求的连接,在服务端可以用同步的方式来接收,也可以用异步的方式去接收。比如:
TcpListene server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), port);
TcpClient tc =server.AcceptTcpClient();
这里就一个同步接收的方式,那为什么说同步呢,因为在这个端口下如果同是来了两个客户端请求,第一个连接得到响应,与服务端建立通讯,而第二个请求就会被一直阻塞直到第一个请求完成操作,各个请求之间就好像排个队,顺序执行,这就是同步。
异步呢,就是同时来两个或者多个请求,服务端就同时响应多个客户端,同时给他们连接。各个客户端与服务器的通讯是并行的,一个客户端不必等另一个客户端完成操作。通常用这两个方法来接收一个客户端请求。
BeginAcceptTcpClient()
EndAcceptTcpClient()
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
最近练习一个程序 订票客户管理系统。用到TCP编程。
这个程序可以从用三种模式来完成。
1.阻塞模式(仅适合短连接)
这样。
TcpListene server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), port);
while(true)
{
TcpClient tc =server.AcceptTcpClient();
// do ........................
}
来一个连接服务端端就响应了,然执行操作,如果操作没完成再来一个客户端请求就阻塞你,直到第一个请求完成操作。
总结特点:这种模式简单易行,适合客户端请求次数比较少场景。比如一下来了1000个请求,第一个去执行了 ,剩下的999个被阻塞。
2.多线程+阻塞模式(用于长连接和短连接)
TcpListene server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), port);
while(true)
{
TcpClient tc =server.AcceptTcpClient();
//接收到客户端请求之后 就起一个线程 负责这个客户端TCP与服务端的通讯
Thread Th=new Thread(F);
Th.start();//有参数加参数没参数不加
}
void F( object oo)
{
//和客户端进行通讯
}
想 这样,一个请求来个,服务端响应然后给你一个线程负责和你的通讯。然后服务端又去响应其他客户端的请求。而不必等待前一个连接是否完成操作。这样模式由于 引入了多线程,就变成了异步操作就要考虑对临界资源的互斥问题,就是让多个线程访问一个资源时候,去同步他们的操作。这里不再说了。
在负责给客户端的方法中 这里我随便写了个F(object oo)如果关闭当前连接。就是异步的端连接, 如果不关就是异步的长连接。根据需要来确定。
总结特点:这种模式由于引入了多线程,提高了系统的效率,但是要考虑临界资源的互斥问题,如何管理线程生命周期。
3 非阻塞模式
就不在用AcceptTcpClient()这种阻塞方式来接收请求。就是来一个请求马上接收。
通常用这两个方法组合使用
TcpListene server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), port);
server.Start();
server.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(AcceptClient), server);
void AcceptClient(IAsyncResult ar)
{
TcpListener server = (TcpListener)ar.AsyncState;
TcpClient client = server.EndAcceptTcpClient(ar);
}
当执行BeginAcceptTcpClient时候编译器就会在线程池中创建一个线程监听连接请求,如果有请求就会自动调用委托的方法(这里的AcceptClient)来完成一个 TcpClient 的实例,再来一个客户端请求,线程池又新建一个线程去实例一个TcpClient对象,当然了如果想做长连接的多客户端与服务端的通讯时候,每一个TcpClient对象是要保存起来的,这只是异步的接收请求而已。
听说做大型项目异步接收用的很多。
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阻塞模式
非阻塞模式
Socket的阻塞模式和非阻塞模式
来源:http://blog.csdn.net/VCSockets/
I/O多路复用(同步I/O模式) 使用select()、poll()等函数实现对多个socket的同步I/O操作。它能同时等待多个socket描述符,而这些socket描述符其中的任意一个进入读就绪/写就绪/出错状态,select()函数就可以返回。请参见函数说明和程序
信号驱动I/O
异步I/O
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阻塞模式
Windows套接字在阻塞和非阻塞两种模式下执行I/O操作。在阻塞模式下,在I/O操作完成前,执行的操作函数一直等候而不会立即返回,该函数所在的线程会阻塞在这里。相反,在非阻塞模式下,套接字函数会立即返回,而不管I/O是否完成,该函数所在的线程会继续运行。
在阻塞模式的套接字上,调用任何一个Windows Sockets API都会耗费不确定的等待时间。图所示,在调用recv()函数时,发生在内核中等待数据和复制数据的过程。
当调用recv()函数时,系统首先查是否有准备好的数据。如果数据没有准备好,那么系统就处于等待状态。当数据准备好后,将数据从系统缓冲区复制到用户空间,然后该函数返回。在套接应用程序中,当调用recv()函数时,未必用户空间就已经存在数据,那么此时recv()函数就会处于等待状态。
当使用socket()函数和WSASocket()函数创建套接字时,默认的套接字都是阻塞的。这意味着当调用Windows Sockets API不能立即完成时,线程处于等待状态,直到操作完成。
并不是所有Windows Sockets API以阻塞套接字为参数调用都会发生阻塞。例如,以阻塞模式的套接字为参数调用bind()、listen()函数时,函数会立即返回。将可能阻塞套接字的Windows Sockets API调用分为以下四种:
1.输入操作
recv()、recvfrom()、WSARecv()和WSARecvfrom()函数。以阻塞套接字为参数调用该函数接收数据。如果此时套接字缓冲区内没有数据可读,则调用线程在数据到来前一直睡眠。
2.输出操作
send()、sendto()、WSASend()和WSASendto()函数。以阻塞套接字为参数调用该函数发送数据。如果套接字缓冲区没有可用空间,线程会一直睡眠,直到有空间。
3.接受连接
accept()和WSAAcept()函数。以阻塞套接字为参数调用该函数,等待接受对方的连接请求。如果此时没有连接请求,线程就会进入睡眠状态。
4.外出连接
connect()和WSAConnect()函数。对于TCP连接,客户端以阻塞套接字为参数,调用该函数向服务器发起连接。该函数在收到服务器的应答前,不会返回。这意味着TCP连接总会等待至少到服务器的一次往返时间。
使用阻塞模式的套接字,开发网络程序比较简单,容易实现。当希望能够立即发送和接收数据,且处理的套接字数量比较少的情况下,使用阻塞模式来开发网络程序比较合适。
阻塞模式套接字的不足表现为,在大量建立好的套接字线程之间进行通信时比较困难。当使用“生产者-消费者”模型开发网络程序时,为每个套接字都分别分配一个读线程、一个处理数据线程和一个用于同步的事件,那么这样无疑加大系统的开销。其最大的缺点是当希望同时处理大量套接字时,将无从下手,其扩展性很差。
需要说明的是并非所有的Windows Sockets API在非阻塞模式下调用,都会返回WSAEWOULDBLOCK错误。例如,以非阻塞模式的套接字为参数调用bind()函数时,就不会返回该错误代码。当然,在调用WSAStartup()函数时更不会返回该错误代码,因为该函数是应用程序第一调用的函数,当然不会返回这样的错误代码。
要将套接字设置为非阻塞模式,除了使用ioctlsocket()函数之外,还可以使用WSAAsyncselect()和WSAEventselect()函数。当调用该函数时,套接字会自动地设置为非阻塞方式。
由于使用非阻塞套接字在调用函数时,会经常返回WSAEWOULDBLOCK错误。所以在任何时候,都应仔细检查返回代码并作好对“失败”的准备。应用程序连续不断地调用这个函数,直到它返回成功指示为止。上面的程序清单中,在While循环体内不断地调用recv()函数,以读入1024个字节的数据。这种做法很浪费系统资源。
要完成这样的操作,有人使用MSG_PEEK标志调用recv()函数查看缓冲区中是否有数据可读。同样,这种方法也不好。因为该做法对系统造成的开销是很大的,并且应用程序至少要调用recv()函数两次,才能实际地读入数据。较好的做法是,使用套接字的“I/O模型”来判断非阻塞套接字是否可读可写。
非阻塞模式套接字与阻塞模式套接字相比,不容易使用。使用非阻塞模式套接字,需要编写更多的代码,以便在每个Windows Sockets API函数调用中,对收到的WSAEWOULDBLOCK错误进行处理。因此,非阻塞套接字便显得有些难于使用。
但是,非阻塞套接字在控制建立的多个连接,在数据的收发量不均,时间不定时,明显具有优势。这种套接字在使用上存在一定难度,但只要排除了这些困难,它在功能上还是非常强大的。通常情况下,可考虑使用套接字的“I/O模型”,它有助于应用程序通过异步方式,同时对一个或多个套接字的通信加以管理。