读取 NetworkStream = 100% CPU 使用率

Question

我正在从处于 while 循环中的 NetworkStream 读取数据。问题是我看到 100% 的 CPU 使用率。有没有办法阻止这种情况发生？

这是我目前所拥有的：

    while (client != null && client.Connected)
            {

                NetworkStream stream = client.GetStream();
                data = null;

                try
                {
                    // Check if we are still connected.
                    if (client.Client.Poll(0, SelectMode.SelectRead))
                    {
                        byte[] checkConn = new byte[1];

                        if (client.Client.Receive(checkConn, SocketFlags.Peek) == 0)
                        {
                            throw new IOException();
                        }
                    }

                    if (stream.DataAvailable)
                    {
                        //Read the first command
                        WriteToConsole("Waiting for next command");
                        data = ReadStringFromClient(client, stream);
                        WriteToConsole("Received Command: " + data);
                    }
                }

...代码继续...

ReadStringFromClient 代码：

   private string ReadStringFromClient(TcpClient clientATF, NetworkStream currentStream)
    {
        int i;
        string builtString;
        byte[] stringFromClient = new byte[256];

        if (clientATF.Connected && currentStream.CanRead)
        {

            i = currentStream.Read(stringFromClient, 0, stringFromClient.Length);
            builtString = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(stringFromClient, 0, i);

        }

        else
        {
            return "Connection Error";
        }

        return builtString;

    }

Answer 1

您看到 100% 的 CPU 使用率的原因是您总是在做某事，这是您无限循环且没有延迟的结果。

基本语义是：

1. 检查客户端是否连接
2. 轮询客户
3. 检查数据是否可用
4. 读取数据
5. 返回步骤 1

既然你在这个循环中，你总是在做某事，不管它是什么。最简单的语义是在循环结束时执行 Thread.sleep() 。这将帮助您，而无需进行许多更改。但是，无论睡眠时间是多少，您都会引入延迟，这并不是真正的正确方法（但可能适合您的情况）。

如果您想要一个高性能服务器，或者在连接 1 个或多个套接字时使用合适的低 CPU 的东西，正确的方法是了解异步套接字。做一个快速的谷歌搜索可能是最好的学习方法，我不记得有任何特别好的文章。异步 IO 的好处基本上就是你只有在有事的时候才会使用 CPU 时间。收到数据后，将调用您的方法来执行您必须执行的任何处理。

Answer 2

这是因为您不断要求 CPU 为您做一些事情 - 即检查流上是否有任何可用的内容。

这是一种非常常见的模式，您需要学会适当地处理它。它被称为异步 IO，好消息是 .NET 框架具有广泛的支持，使您可以轻松地完成您想要的工作，而无需持续将 CPU 运行到 100%。

最大的问题是您的代码在无限循环中运行，不断调用client.Client.Poll(0, SelectMode.SelectRead)，它会立即返回答案。相反，您应该要求框架在发生有趣的事情时通知您，例如当有数据可从网络流中读取时。您可以通过多种方式做到这一点。一种方法是使用 NetowrkStream 的BeginRead 方法。

这是一个用于客户端应用程序的 asynchronous sockets programming example 示例。

Answer 3

您的代码包含很多...噪音。你不需要它。

100% CPU 负载的原因是您在等待数据可用。你不需要这样做。 Read 将阻塞直到数据可用。您也不需要为要接收的每个数据块重新创建 NetworkStream。

如果您使用StreamReader，您的代码可以大大简化：

using (var reader = new StreamReader(new NetworkStream(socket))
{
    char[] buffer = new char[512];
    int received;
    while ((received = reader.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
    {
        string s = new string(buffer, 0, received);
        Console.WriteLine(s);
    }
}

Read 阻塞直到数据可用。连接处于活动状态时代码循环。如果您使用 ReadLine 而不是读入 char 缓冲区，则可以进一步简化代码。

如果您不想在数据可用之前阻塞线程，请查看异步读取。