与 ASPNET Core 和 websockets 的双向通信

Question

我没有想法，如何实现。这是问题所在，我已经尝试过。

问题

有一个消息队列，其中包含来自外部系统的消息。客户端必须打开与服务器的 websocket 连接，并在插入这些消息后立即从队列中接收这些消息。除此之外，客户端可以通过相同的 websocket 连接向服务器发送命令（客户端和服务器之间的通信必须具有尽可能低的延迟）。

工具

我更喜欢使用最低级别但仍然实用的官方库，因此选择Microsoft.AspNetCore.WebSockets (1.0.0)。该应用程序作为启用了 websockets (WSS) 的 Web 应用程序在 Azure 应用程序服务上运行。该应用程序是netcoreapp1.1。不需要 SSE/长轮询/等后备 (SignalR)。

解决方案 #1 - 已测试

服务器应该运行一个循环到：

1. 如果消息队列不为空，则发送任何更新。
2. 等待传入消息超时。

可以这样实现：

while (_request_not_aborted_) // The condition is simplified.
{
    if (_there_is_a_new_message_in_message_queue_)
    {
        // Send all available messages from the message queue.
        await SendAsync();
    }

    using (var timeoutCancellationTokenSource = new CancellationTokenSource())
    {
        var timeoutCancellationToken = timeoutCancellationTokenSource.Token;
        var receiveTask = ReceiveAsync(timeoutCancellationToken, webSocket);

        // Wait for any incoming message for 1000ms and cancel the task if
        // the client hasn't sent any yet.
        if (await Task.WhenAny(receiveTask, Task.Delay(1000, timeoutCancellationToken)) ==
            receiveTask)
        {
            var result = await receiveTask;
            // Process the message.
        }

        timeoutCancellationTokenSource.Cancel();
    }
}

解决方案 #1 - 出了什么问题？

一旦timeoutCancellationTokenSource被取消，websocket连接进入“Aborted”状态，客户端断开。

可能相关问题：https://github.com/aspnet/WebSockets/issues/68

解决方案 #2 - 已测试

使用 SSE 将数据从服务器流式传输到客户端，并使用常规 HTTPS 请求发回消息。

解决方案 #2 - 出了什么问题？

HTTPS 请求延迟不可接受，IE/Edge 尚不支持 SSE。

解决方案 #3

使用多个 websocket 连接，一个用于服务器->客户端，另一个用于客户端->服务器通信。

解决方案 #3 - 出了什么问题？

但这会增加断开连接出错的机会，而且总的来说，这听起来很糟糕，因为 websocket 技术应该提供双向通信。

解决方案 #4

使用解决方案 #2 并删除超时逻辑，但每 1000 毫秒从客户端向服务器发送 NOOP 消息，以允许 ReceiveAsync 正常完成。

解决方案 #4 - 出了什么问题？

听起来像一个讨厌的解决方法。

请求帮助/想法

也许知道任何其他解决方案，服务器如何相对同时侦听传入消息并向客户端发送消息？

其他发现

1. “每个 WebSocket 对象并行支持一个发送和一个接收。” MSDN

Answer 1

写下问题有助于从另一个角度看待问题，所以我用解决方案#5来回答我自己的问题。我还没有发现任何问题。

“每个 WebSocket 对象并行支持一个发送和一个接收。” 引起了我的注意，我决定同时运行发送和接收任务，并继续重新启动已完成的任务。

循环应该是：

var sendTask = SendAsync(cancellationToken, webSocket);
var receiveTask = ReceiveAsync(cancellationToken, webSocket);

while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
    if (await Task.WhenAny(sendTask, receiveTask) == sendTask)
    {
        // The server has finished sending to the client or it had nothing to send.
        await sendTask;
        sendTask = SendAsync(cancellationToken, webSocket);

        continue;
    }

    var message = await receiveTask;
    // TODO: Process message here
    receiveTask = ReceiveAsync(cancellationToken, webSocket);
}

await webSocket.CloseAsync(
    WebSocketCloseStatus.NormalClosure,
    string.Empty,
    cancellationToken);

并且 SendAsync() 方法应该包含：

while(_there_is_a_messages_in_queue_)
{     
    var data = "message"; // Simplified. Should be taken from the message queue.

    await webSocket.SendAsync(
        new System.ArraySegment<byte>(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(data)),
        WebSocketMessageType.Text,
        true,
        cancellationToken);
}

await Task.Delay(1000);

有一个延迟任务允许：

1. ReceiveAsync() 方法在客户端发送任何数据时首先完成。
2. 通过不如此激进地轮询消息队列来节省 CPU 和带宽。

我确信我可能留下了一些未发现的边缘情况，所以如果您将来会阅读这篇文章，请告诉我您是否会发现此解决方案有任何明显的问题。

附：所有 ConfigureAwait(false) 已被删除，以提高可读性。

附言我不接受我自己的回答，以允许您添加有关任何可能解决方案的任何有用信息。