使用 C# .Net 4.5 的高效且可扩展的连接 TCP Windows 服务

Question

要求： 需要一个基于 Windows 服务的 C# .NET 4.5 始终（至少长）连接的 TCP 服务器架构，具有垂直和水平扩展，并且每个服务器可以处理最大可能的连接。客户端可以是任何 IoT（物联网）。

我知道端口的限制，但仍然想知道为什么在这个技术时代有这些限制（我们总是有限制，但为什么仍然是旧的？！）。临时 tcp/http 连接也可以很好地扩展，但在这里不是必需的。

设计：

• 每个服务器一个线程用于异步接受新连接（服务器的生命周期）。 代码：rawTcpClient = await tcpListener.AcceptTcpClientAsync();

• 每个客户端连接（循环）一个线程来保持客户端连接？ （见下面我的问题）

• 用于执行客户端操作的任务（短期、间歇性
  操作）

我关于优化的问题（如果可能？）： 我如何优化/管理以将所有客户端连接保存在一组线程/线程池中，而不是每个连接一个线程，因为这是可能持续很长时间的客户端生命周期？
例如：每台服务器仅分配 50 个基于线程的任务来保持连接的客户端，这样它们就不会在等待客户端数据时断开连接？

Answer 1

高效且可扩展

您需要决定的第一件事是您希望如何高效。如果效率是您的首要任务，那么套接字 API 可能会变得非常复杂。然而，效率几乎从来没有是重中之重，尽管很多人认为确实如此。问题是复杂性会随着效率/可扩展性成倍增加，如果你只是最大化效率/可扩展性，你最终会得到一个几乎无法维护的系统。因此，您需要决定在该比例尺上画线的位置。

特别是如果您有水平扩展，您可能不需要使用极高效的套接字 API。

我知道端口的限制，但仍然想知道为什么在这个技术时代有这些限制（我们总是有限制，但为什么还是旧的限制？！）。

兼容性。特别是端口由 16 位值表示。改变这种情况的唯一方法是，如果一个新标准出来了，一切都升级了。 NIC、网关、ISP 和 IoT 设备。这是一个高要求，可能永远不会发生。

每个服务器一个线程用于异步接受新连接（服务器的生命周期）。

没关系。如果你有大量的连接周转，你也可以有多个接受线程。只需保持高积压（在 Windows Server 操作系统上默认应该高）。

每个客户端连接（循环）一个线程来保持客户端连接？

呃，没有。

您肯定会想要使用异步 I/O。

您应该在所有连接的客户端上进行连续（异步）读取，然后根据需要进行（异步）写入。此外，如果协议允许，您应该定期向每个连接的客户端写入心跳消息；否则，您需要为每个客户端设置一个计时器来断开连接。根据写入的性质，您可能需要为每个客户端设置一个待处理的写入队列。

用于执行客户端操作的任务（短期、间歇性 操作）

如果您使用异步任务，那么您的所有实际代码都将在任何可用的线程池线程上运行。根本不需要专门的任务。

您可能会发现我的TCP/IP .NET Sockets FAQ 很有帮助。