c# 完成端口

C# 完成端口组件实现

 

前面用C++实现了windows平台上的网络完成端口组件，那么到C#中如何做了？起初我打算通过PInvoke来调用win底层API来仿照C++实现，但问题很快就出来了－－C#中的Unsafe指针无法稳定的指向一块缓冲区的首地址，也就是说当垃圾回收进行的时候，我们的unsafe指针的值可能已经无效了。用pin？我也想过，可是锁住所有的TCP接收缓冲区，会极大的降低运行时的效率。难道没有办法了吗？想想完成端口模型的本质思想是将"启动异步操作的线程"和"提供服务的线程"（即工作者线程）拆伙。做到这一点不就够了吗，这是本质的东西。

好，看我是如何做的。

首先定义接口IRequestQueueManager，用于模拟完成端口的队列。

下面给出其定义和默认实现。

using System;
using System.Collections ;

namespace EnterpriseServerBase.Network
{
 /// <summary>
 /// IRequestQueueManager 用于模拟完成端口的队列。
 /// </summary>
 public interface IRequestQueueManager :IRequestPusher
 {
  //void Push(object package) ;
  object Pop() ;
  void Clear() ;
  int Length {get ;}
 }

 //用于弹出队列中的下一个请求
 public interface IRequestPusher
 {
  void Push(object package) ;
 }
 
 /// <summary>
 /// IRequestQueueManager 的默认实现
 /// </summary>
 public class RequestQueueManager :IRequestQueueManager
 {
  private Queue queue = null ;

  public RequestQueueManager()
  {
   this.queue = new Queue() ; 
  }

  public void Push(object package)
  {
   lock(this.queue)
   {
    this.queue.Enqueue(package) ;
   }
  }

  public object Pop()
  {
   object package = null ;

   lock(this.queue)
   {
    if(this.queue.Count > 0)
    {    
     package = this.queue.Dequeue() ;
    }
   }

   return package ;
  }

  public void Clear()
  {
   lock(this.queue)
   {
    this.queue.Clear() ;
   }
  }

  public int Length
  {
   get
   {
    return this.queue.Count ;
   }
  }

 } 
}

在IRequestQueueManager的基础上，可以将工作者线程和启动异步操作的线程拆开了。当tcp连接建立的时候，发起一个异步接收的操作，在异步回调方法中将接收到的数据放入IRequestQueueManager端口队列中，而众多的工作者线程就不断的从IRequestQueueManager中取出数据并处理之，处理结束后，在投递一个异步接收请求。如此就可以了。

来看看完成端口类如何实现：

using System;
using System.Threading ;

namespace EnterpriseServerBase.Network
{
 /// <summary>
 /// IIOCPManager 完成端口管理者，主要管理工作者线程和完成端口队列。
 /// 2005.05.23
 /// </summary>
 public interface IIOCPManager : IRequestPusher
 {
  void Initialize(IOCPPackageHandler i_packageHandler ,int threadCount) ;
  void Start() ; //启动工作者线程
  void Stop() ;  //退出工作者线程 

  int WorkThreadCount{get ;}

  event CallBackPackageHandled PackageHandled ;
 }

 //IOCPPackageHandler 用于处理从完成端口队列中取出的package
 public interface IOCPPackageHandler
 {
   void HandlerPackage(object package) ; //一般以同步实现
 }

 public delegate void CallBackPackageHandled(object package) ;

 /// <summary>
 /// IOCPManager 是IIOCPManager的默认实现
 /// </summary>
 public class IOCPManager :IIOCPManager
 {
  private IRequestQueueManager requestQueueMgr = null ;
  private IOCPPackageHandler packageHandler ;
  private int workThreadCount = 0 ; //实际的工作者线程数
  private int MaxThreadCount  = 0 ;

  private bool stateIsStop = true ;
  
  public IOCPManager()
  {   
  }

  #region ICPWorkThreadManager 成员
  public event CallBackPackageHandled PackageHandled ;

  public void Initialize(IOCPPackageHandler i_packageHandler ,int threadCount )
  {
   this.requestQueueMgr = new RequestQueueManager() ;
   this.MaxThreadCount = threadCount ;
   this.packageHandler = i_packageHandler ;
  }

  public void Push(object package)
  {
   this.requestQueueMgr.Push(package) ;
  }

  public void Start()
  {
   if(! this.stateIsStop)
   {
    return ;
   }

   this.stateIsStop = false ;
   this.CreateWorkThreads() ;

  }

  public void Stop()
  {
   if(this.stateIsStop)
   {
    return ;
   }

   this.stateIsStop = true ;

   //等待所有工作者线程结束
   int count = 0 ;
   while(this.workThreadCount != 0)
   { 
    if(count < 10)
    {
     Thread.Sleep(200) ;
    }
    else
    {    
     throw new Exception("WorkThread Not Terminated !") ;
    }

    ++ count ;
   }

   this.requestQueueMgr.Clear() ;
  }   

  public int WorkThreadCount
  {
   get
   {
    return this.workThreadCount ;
   }
  }
  #endregion

  #region CreateWorkThreads
  private void CreateWorkThreads()
  {
   for(int i= 0 ;i< this.MaxThreadCount ;i++)
   {
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(this.ServeOverLap)) ;
    Interlocked.Increment(ref this.workThreadCount) ;
    t.Start() ;
   }
  }
  #endregion

  #region ServeOverLap 工作者线程
  private void ServeOverLap()
  { 
   while(! this.stateIsStop)
   {
    object package = this.requestQueueMgr.Pop() ;
    if(package == null)
    {
     Thread.Sleep(200) ;
     continue ;
    }
    
    this.packageHandler.HandlerPackage(package) ;
    
    if(! this.stateIsStop)
    {
     if(this.PackageHandled != null)
     {
      this.PackageHandled(package) ;
     }
    }
   }
   
   //工作者线程安全退出
   Interlocked.Decrement(ref this.workThreadCount) ;
  }
  #endregion 

 }

}

 

/***********************

注意，在使用时需要预定PackageHandled事件，而事件处理函数则是再次投递异步接收包。如此才可保证持续从tcp连接接收数据。