在C#领域或者说.net通信领域中有着众多的解决方案，WCF，HttpRequest，WebAPI，Remoting，socket等技术。这些技术都有着自己擅长的领域，或者被合并或者仍然应用于某些场合。本文主要介绍Socket通讯，因其有着跨平台、跨语言、高性能等优势，适合某些情况的应用以及性能优越的解决方案。
本文是基于一个小项目中的应用，使用了异步方式的Socket通讯，性能上达到多客户端多点通讯，大文件（M-G级别）的文件传输，异步长连接上的性能优势，但此项目也有些不足：未进行大量的外网长时间传输测试，对不稳定的网络状况未做很好的处理，例如加入断点续传功能，对Socket传输错误（其中微软提供了大量的Socket通讯错误代码指示错误类型，请参考http://www.cnblogs.com/Aricc/archive/2010/01/29/1659134.html）未做一个很好的分类处理，只简单的统一为一个类型的错误。所以，此项目介绍只是想抛砖引玉介绍异步Socket通讯，如果有不足或改进之处，还请各位不吝指出。
同步和异步区别
这里的同步和异步指的是服务端Accept接受客户端连接请求的方式。在同步模式下，服务端要开启一个Thread线程循环监听可能来自客户端的服务，如果没有则阻塞，如果有连接则接受连接并存入Connection Pool连接池，这样一个连接（或者说一个连接线程，一般占用系统内存约为2M，具体原因请参考《CLR via C#》中线程章节），这样32位系统下单一应用程序最大内存不超过2G，也就是说，单一连接服务端所能接受客户端最大的请求数为1000（实测下为700+）；而异步连接则应用非阻塞式异步连接机制（http://www.cnblogs.com/2018/archive/2011/05/10/2040333.html）BeginAccept异步接受客户端请求并执行相应请求逻辑，在执行完毕后系统能自动优化，并当再次应用时唤醒，从而达到可接受大量的客户端请求，但也限于“同时”执行的客户端数量，对于某些长连接客户端巨大，但并发性小的情景适用。
自定义协议
众所周知，在Socket通讯中传输的普通的字符串或者二进制数据流，不适用于一些复杂的情况，例如约定一个可扩展的协议，可变长协议等，所以本项目采用自定义协议类型来满足可扩展需求：
|
Header |
协议头 |
命令 |
流1长度 |
流2长度 |
|
2字节 |
4字节 |
4字节 |
4字节 |
|
|
Body |
流1 |
流2 |
||
|
N字节 |
N字节 |
|||
说明：
协议头为：FF 7E ，2字节固定值
命令为：命令编号，如1001
流1长度：Int32型指示Body中的流1的长度
流2长度：Int32型指示Body中的流2的长度
流1：字节流
流2：字节流
这样，基于上述协议可自定义流1、流2的长度分别存放不同数据，基于协议还可以对数据协议进行封装，提供公共的解析方式。
1 /// <summary> 2 /// 通讯二进制协议，此协议基于变长的流传输。 3 /// 注：扩展此方法成员时，请重写相关方法。 4 /// </summary> 5 /// <remarks> 6 /// Create By CYS 7 /// </remarks> 8 public class CommunicateProtocol : IDisposable 9 { 10 #region Public Properties 11 /// <summary> 12 /// Byte array length of flag 13 /// </summary> 14 public const int ByteLength_HeaderFlag = 2; 15 /// <summary> 16 /// Byte array length of command 17 /// </summary> 18 public const int ByteLength_HeaderCmd = 4; 19 /// <summary> 20 /// Byte array length of header stream1 21 /// </summary> 22 public const int ByteLength_HeaderStream1Len = 4; 23 /// <summary> 24 /// Byte array length of header stream2 25 /// </summary> 26 public const int ByteLength_HeaderStream2Len = 4; 27 /// <summary> 28 /// 协议头长度 29 /// </summary> 30 public static int FlagLen 31 { 32 get { return ByteLength_HeaderFlag; } 33 } 34 /// <summary> 35 /// 命令（Int32） 36 /// </summary> 37 public int Command 38 { 39 get 40 { 41 return BitConverter.ToInt32(header_Cmd, 0); 42 } 43 set 44 { 45 BitConverter.GetBytes(value).CopyTo(header_Cmd, 0); 46 } 47 } 48 /// <summary> 49 /// 流1长度 50 /// </summary> 51 /// <returns></returns> 52 public int Stream1Len 53 { 54 get 55 { 56 return BitConverter.ToInt32(header_Stream1Len, 0); 57 } 58 set 59 { 60 BitConverter.GetBytes(value).CopyTo(header_Stream1Len, 0); 61 } 62 } 63 /// <summary> 64 /// 流2长度 65 /// </summary> 66 /// <returns></returns> 67 public int Stream2Len 68 { 69 get 70 { 71 return BitConverter.ToInt32(header_Stream2Len, 0); 72 } 73 set 74 { 75 BitConverter.GetBytes(value).CopyTo(header_Stream2Len, 0); 76 } 77 } 78 #endregion Public Properties 79 80 #region Private Properties 81 private static byte[] header_Flag = new byte[ByteLength_HeaderFlag]; 82 private byte[] header_Cmd = new byte[ByteLength_HeaderCmd]; 83 private byte[] header_Stream1Len = new byte[ByteLength_HeaderStream1Len]; 84 private byte[] header_Stream2Len = new byte[ByteLength_HeaderStream1Len]; 85 private byte[] body_Stream1 = new byte[0]; 86 private Stream body_Stream2; 87 #endregion Private Properties 88 89 #region Constructor 90 /// <summary> 91 /// Static constructor 92 /// </summary> 93 static CommunicateProtocol() 94 { 95 header_Flag = new byte[ByteLength_HeaderFlag] { 0xFF, 0x7E }; 96 } 97 98 #endregion Constructor 99 100 #region Public Method 101 /// <summary> 102 /// 判断是否是协议头标志 103 /// </summary> 104 /// <param name="bytes"></param> 105 /// <returns></returns> 106 public static bool CheckFlag(byte[] bytes) 107 { 108 if (bytes.Length != header_Flag.Length) 109 return false; 110 if (bytes.Length != 2) 111 return false; 112 if (!bytes[0].Equals(header_Flag[0]) || !bytes[1].Equals(header_Flag[1])) 113 return false; 114 return true; 115 } 116 /// <summary> 117 /// SetStream1 118 /// </summary> 119 /// <param name="sm"></param> 120 public void SetStream1(byte[] sm) 121 { 122 body_Stream1 = sm; 123 } 124 /// <summary> 125 /// GetStream1 126 /// </summary> 127 /// <returns></returns> 128 public byte[] GetStream1() 129 { 130 return body_Stream1; 131 } 132 /// <summary> 133 /// SetStream2 134 /// </summary> 135 /// <param name="sm"></param> 136 public void SetStream2(Stream sm) 137 { 138 body_Stream2 = sm; 139 } 140 /// <summary> 141 /// body_Stream2 142 /// </summary> 143 /// <returns></returns> 144 public Stream GetStream2() 145 { 146 return body_Stream2; 147 } 148 /// <summary> 149 /// GetHeaderBytes 150 /// </summary> 151 /// <returns></returns> 152 public byte[] GetHeaderBytes() 153 { 154 int offset = 0; 155 byte[] bytes = new byte[ByteLength_HeaderFlag + ByteLength_HeaderCmd + ByteLength_HeaderStream1Len + ByteLength_HeaderStream2Len]; 156 157 Array.Copy(header_Flag, 0, bytes, 0, ByteLength_HeaderFlag); offset += ByteLength_HeaderFlag; 158 Array.Copy(header_Cmd, 0, bytes, offset, ByteLength_HeaderCmd); offset += ByteLength_HeaderCmd; 159 Array.Copy(header_Stream1Len, 0, bytes, offset, ByteLength_HeaderStream1Len); offset += ByteLength_HeaderStream1Len; 160 Array.Copy(header_Stream2Len, 0, bytes, offset, ByteLength_HeaderStream2Len); offset += ByteLength_HeaderStream2Len; 161 162 return bytes; 163 } 164 /// <summary> 165 /// InitProtocolHeader 166 /// </summary> 167 /// <returns></returns> 168 public static CommunicateProtocol InitProtocolHeader(byte[] source) 169 { 170 if (source.Length < ByteLength_HeaderCmd + ByteLength_HeaderStream1Len + ByteLength_HeaderStream2Len) 171 { 172 throw new Exception("byte length is illegal"); 173 } 174 175 byte[] header_cmd = new byte[ByteLength_HeaderCmd]; 176 byte[] header_stream1len = new byte[ByteLength_HeaderStream1Len]; 177 byte[] header_stream2len = new byte[ByteLength_HeaderStream2Len]; 178 Array.Copy(source, 0, header_cmd, 0, ByteLength_HeaderCmd); 179 Array.Copy(source, ByteLength_HeaderCmd, header_stream1len, 0, ByteLength_HeaderStream1Len); 180 Array.Copy(source, ByteLength_HeaderCmd + ByteLength_HeaderStream1Len, header_stream2len, 0, ByteLength_HeaderStream2Len); 181 182 return new CommunicateProtocol 183 { 184 Command = BitConverter.ToInt32(header_cmd, 0), 185 Stream1Len = BitConverter.ToInt32(header_stream1len, 0), 186 Stream2Len = BitConverter.ToInt32(header_stream2len, 0), 187 }; 188 } 189 #endregion Public Method 190 191 #region Private Method 192 193 #endregion Private Method 194 195 #region IDisposable 成员 196 /// <summary> 197 /// Dispose 198 /// </summary> 199 public void Dispose() 200 { 201 header_Cmd = null; 202 header_Stream1Len = null; 203 header_Stream2Len = null; 204 body_Stream1 = null; 205 body_Stream2 = null; 206 } 207 208 #endregion 209 }