多线程 TcpClient 长时间打开连接后发送超时

Question

在连接打开很长一段时间（几个小时或一夜之间）后，我在多线程应用程序中因发送超时而关闭 TcpClient 时遇到问题。 NetworkStream 被两个线程使用，一个 UI 线程和一个后台线程。 StreamReader 用于读取传入数据，StreamWriter 用于传出数据。 StreamReader 只被一个线程（后台线程）访问，但 StreamWriter 被 UI 线程和后台线程访问。

如果我打开一个连接并连接到远程服务器，我可以立即发送和接收数据而不会出现任何问题。我没有收到任何发送超时，并且数据已正确发送和接收。但是，如果我随后走开几个小时不发送任何数据，然后返回并开始发送数据（如果这有助于使其有意义，这是一个聊天应用程序），则套接字将在发送时超时。在我离开的那段时间里，接收数据完全没有问题。此外，远程服务器轮询活动连接，我的客户端必须对此做出响应，并且由于连接打开了几个小时，它必须正确发送响应。不过，此轮询响应仅在后台线程上发送。我输入的数据是从 UI 线程发送的，这就是超时发生的地方。

我猜这与并发访问有关，但我不知道是什么原因造成的，以及为什么我最初可以毫无问题地从 UI 发送数据，并且只有在空闲几个小时后才会超时。

下面是相关代码。顶部的变量在类中声明。地址和端口是类中的属性。 WriteLine 是应用程序中使用 StreamWriter 发送数据的唯一方法。我锁定了对 StreamWriter.WriteLine 的调用，希望可以纠正任何同步问题。从 ParseMessage 内部的后台线程以及 UI 的其他地方调用 WriteLine。

如果我将 TcpClient.SendTimeout 增加到更大的值，那并不能解决任何问题。套接字超时只需要更长的时间。我不能让后台线程同时读取和写入，因为后台线程在 ReadLine 上阻塞，所以什么都不会被写入。

private TcpClient _connection;
private StreamWriter _output;
private Thread _parsingThread;
private object _outputLock = new object();


public void Connect(string address, int port)
{           
    Address = address;
    Port = port;

    _parsingThread = new Thread(new ThreadStart(Run));
    _parsingThread.IsBackground = true;
    _parsingThread.Start();
}

private void Run()
{
    try
    {
        using (_connection = new TcpClient())
        {
            _connection.Connect(Address, Port);
            _connection.ReceiveTimeout = 180000;
            _connection.SendTimeout = 60000;

            StreamReader input = new StreamReader(_connection.GetStream());
            _output = new StreamWriter(_connection.GetStream());

            string line;
            do
            {
                line = input.ReadLine();

                if (!string.IsNullOrEmpty(line))
                {
                    ParseMessage(line);
                }
            }
            while (line != null);
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        //not actually catching exception, just compressing example
    }
    finally
    {
       //stuff
    }
}

protected void WriteLine(string line)
{
    lock (_outputLock)
    {
        _output.WriteLine(line);
        _output.Flush();
    }
}

Answer 1

NetworkStream 类的阻塞方法（Read 和 Write）并非设计用于从多个线程同时使用。来自 MSDN：

使用Write 和Read 方法进行简单的单线程同步阻塞I/O。如果您想使用单独的线程处理 I/O，请考虑使用 BeginWrite 和 EndWrite 方法，或 BeginRead 和 EndRead 方法进行通信。

我的假设是，当您从 UI 线程调用 WriteLine（内部为 NetworkStream.Write）时，它会阻塞，直到并发的 ReadLine（内部为 NetworkStream.Read）操作在后台线程中完成.如果后者在SendTimeout 内没有这样做，那么Write 将超时。

要解决您的问题，您应该将实现转换为使用非阻塞方法。但是，作为首先测试这是否真的问题的快速技巧，请尝试在您的 ReadLine 之前引入 DataAvailable 投票：

NetworkStream stream = _connection.GetStream();
StreamReader input = new StreamReader(stream);
_output = new StreamWriter(stream);

string line;
do
{
    // Poll for data availability.
    while (!stream.DataAvailable)
        Thread.Sleep(300);

    line = input.ReadLine();

    if (!string.IsNullOrEmpty(line))
    {
        ParseMessage(line);
    }
}
while (line != null);

line = input.ReadLine();