SAEA.Sockets 26.4.23.1

SAEA.Sockets - 高性能 IOCP Socket 通信框架 🔌

English Version | 中文版

基于 .NET Standard 2.0 的高性能 Socket 通信框架，采用 Windows IOCP 完成端口技术，支持万级并发连接。

快速导航 🧭

30秒快速开始 ⚡

最快上手方式，只需3步即可运行 TCP 服务器：

Step 1: 安装 NuGet 包

dotnet add package SAEA.Sockets

Step 2: 创建 TCP 服务器（仅需5行代码）

using SAEA.Sockets;
using SAEA.Sockets.Handler;

// 创建服务器配置
var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Tcp)
    .UseIocp()
    .SetPort(39654)
    .Build();

var server = SocketFactory.CreateServerSocket(option);
server.OnReceive += (id, data) => server.Send(id, data);  // 收到消息立即回复
server.Start();

Step 3: 创建 TCP 客户端连接

var client = SocketFactory.CreateClientSocket(option);
client.OnReceive += (data) => Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(data));
client.Connect();
client.SendAsync(Encoding.UTF8.GetBytes("Hello SAEA!"));

就这么简单！ 🎉 你已经实现了一个支持万级并发的高性能 TCP 通信系统。

核心特性 🎯

架构设计 📐

组件架构图

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     SAEA.Sockets 架构                        │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│  ┌──────────────┐      ┌──────────────┐                    │
│  │ IocpSocket   │      │ StreamSocket │                    │
│  │  (IOCP模式)  │      │  (流模式)    │                    │
│  └──────────────┘      └──────────────┘                    │
│         │                     │                             │
│         └──────────┬──────────┘                             │
│                    │                                         │
│            ┌───────▼───────┐                                │
│            │  BaseSocket   │                                │
│            │   (基类)      │                                │
│            └───────┬───────┘                                │
│                    │                                         │
│     ┌──────────────┼──────────────┐                        │
│     │              │              │                         │
│  ┌──▼──┐      ┌────▼───┐     ┌───▼────┐                   │
│  │Pool│      │ Session│     │  Coder │                   │
│  │(池)│      │Manager │     │(编解码)│                   │
│  └──┬──┘      └────┬───┘     └───┬────┘                   │
│     │              │              │                         │
│  BufferPool    UserToken      ICoder                      │
│  (内存池)      (用户令牌)    (协议接口)                   │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

工作流程图

客户端连接流程:

客户端 ──► Connect ──► Server.Accepted
                              │
                              ▼
                    ┌─────────────────┐
                    │  UserTokenPool  │ 分配用户令牌
                    │   获取 Token    │
                    └─────────────────┘
                              │
                              ▼
                    ┌─────────────────┐
                    │ SessionManager  │ 注册会话
                    │  添加 Session   │
                    └─────────────────┘
                              │
                              ▼
                    OnAccepted 事件触发

数据接收流程:

网络数据 ──► IOCP 完成 ──► BufferManager 接收
                                │
                                ▼
                      ┌─────────────────┐
                      │     Coder       │ 解码数据
                      │   Decode()      │
                      └─────────────────┘
                                │
                                ▼
                      OnReceive 事件触发
                                │
                                ▼
                      ┌─────────────────┐
                      │     Coder       │ 编码响应
                      │   Encode()      │
                      └─────────────────┘
                                │
                                ▼
                      SendAsync 发送数据

应用场景 💡

✅ 适合使用 SAEA.Sockets 的场景

❌ 不适合的场景

性能对比 📊

与传统 Socket 方案对比

IOCP vs 其他异步模型

💡 提示: IOCP 是 Windows 平台最高效的异步 IO 模型，专为高并发场景设计。

常见问题 ❓

Q1: IOCP 是什么？为什么选择 IOCP？

A: IOCP (I/O Completion Port) 是 Windows 平台的完成端口技术，是目前 Windows 上最高效的异步 IO 模型。相比传统的 Select/Poll 模型：

• 支持更大并发连接数（万级以上）
• CPU 利用率更高（单个线程处理多个连接）
• 系统资源消耗更低

Q2: 如何实现自定义协议？

A: 实现 ICoder 接口或继承 BaseCoder：

public class MyCoder : BaseCoder
{
    public override List<byte[]> Decode(byte[] data)
    {
        // 自定义解码逻辑，例如：解析消息头、消息体
        return base.Decode(data);
    }

    public override byte[] Encode(byte[] data)
    {
        // 自定义编码逻辑，例如：添加消息头
        return base.Encode(data);
    }
}

// 使用自定义编码器
public class MyContext : BaseContext<MyCoder>
{
    public MyContext(BaseUserToken userToken) : base(userToken) { }
}

Q3: 如何配置 SSL/TLS 加密？

A: 使用 Stream 模式并配置证书：

var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Tcp)
    .UseStream()  // 使用流模式
    .UseSsl()     // 启用 SSL
    .SetSslCertificate("server.pfx", "password")
    .Build();

Q4: 内存池的作用是什么？

A: BufferManager 和 UserTokenPool 通过预分配和复用内存：

• 减少 GC（垃圾回收）压力
• 避免频繁的内存分配/释放
• 提升整体性能和稳定性

Q5: TCP 和 UDP 如何选择？

A:

• TCP: 可靠传输、有序到达、适用游戏、聊天、RPC
• UDP: 高速传输、无连接、适用视频流、实时广播

SAEA.Sockets 同时支持两种模式，可根据场景灵活选择。

Q6: 支持的最大连接数是多少？

A: 默认配置支持 1000 个连接，可通过 SetCount() 调整：

var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetCount(10000)  // 设置最大连接数
    .Build();

实际性能取决于服务器硬件配置。

核心类 🔧

使用示例 📝

TCP 服务器（IOCP 模式）

using SAEA.Sockets;
using SAEA.Sockets.Handler;

// 使用 Builder 链式配置服务器
var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Tcp)  // 设置 Socket 类型为 TCP
    .UseIocp()                       // 使用 IOCP 异步模型
    .SetIP("127.0.0.1")              // 监听 IP
    .SetPort(39654)                  // 监听端口
    .SetBufferSize(1024 * 64)        // 缓冲区大小 64KB
    .SetCount(1000)                  // 最大连接数
    .Build();                        // 构建配置

var server = SocketFactory.CreateServerSocket(option);

// 注册事件处理
server.OnAccepted += (id) => 
    Console.WriteLine($"客户端连接: {id}");

server.OnReceive += (id, data) => 
{
    var message = Encoding.UTF8.GetString(data);
    Console.WriteLine($"收到数据: {message}");
    server.Send(id, data);  // 回复客户端
};

server.OnDisconnected += (id) => 
    Console.WriteLine($"客户端断开: {id}");

server.Start();
Console.WriteLine("服务器已启动!");

TCP 客户端（IOCP 模式）

using SAEA.Sockets;

var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Tcp)
    .UseIocp()
    .SetIP("127.0.0.1")
    .SetPort(39654)
    .Build();

var client = SocketFactory.CreateClientSocket(option);

// 注册事件处理
client.OnReceive += (data) => 
    Console.WriteLine($"收到: {Encoding.UTF8.GetString(data)}");

client.OnDisconnected += () => 
    Console.WriteLine("连接断开");

// 连接服务器
client.Connect();

// 发送数据
client.SendAsync(Encoding.UTF8.GetBytes("Hello SAEA!"));

UDP 服务器

using SAEA.Sockets;

var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Udp)  // UDP 模式
    .SetIP("127.0.0.1")
    .SetPort(39655)
    .Build();

var server = SocketFactory.CreateServerSocket(option);

server.OnReceive += (id, data) => 
{
    Console.WriteLine($"收到 UDP 数据");
    server.Send(id, data);  // 回发数据
};

server.Start();

SSL/TLS 安全连接

using SAEA.Sockets;

var option = SocketOptionBuilder.Instance
    .SetSocket(SAEASocketType.Tcp)
    .UseStream()              // 使用流模式（支持 SSL）
    .SetIP("127.0.0.1")
    .SetPort(443)
    .UseSsl()                 // 启用 SSL/TLS
    .SetSslCertificate("server.pfx", "password")  // 配置证书
    .Build();

var server = SocketFactory.CreateServerSocket(option);
server.Start();

快捷封装类

using SAEA.Sockets.Shortcut;

// TCP 服务器快捷封装
var tcpServer = new TCPServer(39654);
tcpServer.OnReceive += (id, data) => tcpServer.Send(id, data);
tcpServer.Start();

// TCP 客户端快捷封装
var tcpClient = new TCPClient("127.0.0.1", 39654);
tcpClient.OnReceive += (data) => Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(data));
tcpClient.Connect();
tcpClient.Send("Hello!");

// UDP 快捷封装
var udpServer = new UDPServer(39655);
var udpClient = new UDPClient("127.0.0.1", 39655);

自定义协议编码器

using SAEA.Sockets.Base;
using SAEA.Sockets.Interface;

// 实现自定义编码器
public class MyCoder : BaseCoder
{
    public override List<byte[]> Decode(byte[] data)
    {
        // 自定义解码逻辑
        // 例如：解析自定义消息头、消息体
        return base.Decode(data);
    }

    public override byte[] Encode(byte[] data)
    {
        // 自定义编码逻辑
        // 例如：添加自定义消息头
        return base.Encode(data);
    }
}

// 使用自定义编码器
public class MyContext : BaseContext<MyCoder>
{
    public MyContext(BaseUserToken userToken) : base(userToken) { }
}

默认协议格式

BaseCoder 实现的默认消息协议：

| 8字节长度 | 1字节类型 | N字节内容 |

• 长度: 数据总长度（用于消息边界识别）
• 类型: 消息类型标识（可扩展）
• 内容: 实际消息数据

依赖项

更多资源

• GitHub 仓库
• NuGet 包
• 作者博客

许可证

Apache License 2.0