异步的TCP服务器程序

Question

我做了个TCP服务器程序，用来监听各个客户端的连接，并与之通信。照着书上用异步的方式写了程序，以下是代码。
        private void AcceptConnect() 
        {
            IPAddress[] ip = Dns.GetHostAddresses(Dns.GetHostName());
            listener = new TcpListener(ip[0], 51888);
            listener.Start();
            listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, "开始等待客户连接");
            while (isExit == false) 
            {
                try 
                {
                    allDone.Reset();
                    AsyncCallback callback = new AsyncCallback(AcceptTcpClientCallback);
                    listener.BeginAcceptTcpClient(callback,listener);
                    allDone.WaitOne();
                }
                catch (Exception ex) 
                {
                    listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback,ex.Message);
                    break;
                }
            }
        }        private void AcceptTcpClientCallback(IAsyncResult ar) 
        {
            try 
            {
                allDone.Set();
                TcpListener myListener = (TcpListener)ar.AsyncState;
                TcpClient client = myListener.EndAcceptTcpClient(ar);
                listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, "已接受客户连接:" +                       client.Client.RemoteEndPoint);
                comboBox1.Invoke(setComboBoxCallback,client.Client.RemoteEndPoint.ToString());
                ReadWriteObject readWriteObject = new ReadWriteObject(client);
                clientList.Add(readWriteObject);
                SendString(readWriteObject,"服务器已经接受连接");
                readWriteObject.netStream.BeginRead(readWriteObject.readBytes,0,readWriteObject.readBytes.Length,ReadCallback,readWriteObject);
            }
            catch(Exception ex)
            {
                listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, ex.Message);
            }
        }
        private void ReadCallback(IAsyncResult ar) 
        {
            try 
            {
                ReadWriteObject readWriteObject = (ReadWriteObject)ar.AsyncState;
                int count = readWriteObject.netStream.EndRead(ar);
                richTextBoxReceive.Invoke(setRichTextBoxCallback,string.Format("[来自{0}]{1}",readWriteObject.client.Client.RemoteEndPoint,str));
                if(isExit==false)
                {
                    readWriteObject.InitReadArray();
                    readWriteObject.netStream.BeginRead(readWriteObject.readBytes, 0, readWriteObject.readBytes.Length, ReadCallback, readWriteObject);
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                //listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback,ex.Message);
            }
        }
基本按这个代码来的，小有改动。运行结果达到预期，但是发现两个问题，一个是CPU占用率会一直上升到100%，二是内存一直在涨。
第一个问题，我加了Thread.Sleep(1)解决问题。第二个问题我认为是出在AcceptConnection里，因为客户端会每隔1分钟都给我发个连接，我的服务器程序没有判断功能，对重复的连接也进行操作了，致使在没有新客户的情况下也新开线程。事实也是如此，通过任务管理器也可以看出我这个程序的线程数一直在增加。我在AcceptTcpClientCallback里做了个判断，对于重复的IP和端口直接返回，但是我不知道AcceptConnection里的callback如何释放掉。不知我的理解对否，求解答。

Answer 1

AcceptConnection一般不需要异步。其实你的WaitOne也阻塞了。至于你的问题可能部分在于客户。
客户发起了连接，如果没有及时socket.Disconnect或tcpClient.Close，那么服务方就要空等着。在服务端ReadCallback方面，没有断线后清理连接资源的措施。加上你把资源放到clientList里面，将导致内存不能回收。

Answer 2

AcceptConnect()是在一个新建的线程里。

Answer 3

如果是重复的连接我在“ReadWriteObject readWriteObject = new ReadWriteObject(client);”之前就return了。而且断线后，我会把clientList里的相应项删除，应该不会造成资源释放不了。而且断线后，读数据有异常，会退出循环，结束ReadCallback。我就是不知道new的callback怎么释放掉。

Answer 4

我在判断重复的连接后先加了释放Client再return，应该callback就能被系统回收了，目前看貌似可以。

Answer 5

凡是“貌似”是多线程、异步的程序，我习惯于先看看有没有些while语句。如果写了，你就知道可能是多累赘、多垃圾了。while语句跟阻塞是“苍蝇和蛐”，总是在一起的。正因为你错误地写了while语句，这个错误引起了你再用更错误的阻塞方式来对付它。所以我说它们是“苍蝇和蛐”的关系。删掉你的while语句。类似于这样（不保证语法正确，理解就好了）        private void AcceptConnect() 
        {
            IPAddress[] ip = Dns.GetHostAddresses(Dns.GetHostName());
            listener = new TcpListener(ip[0], 51888);
            listener.Start();
            listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, "开始等待客户连接");
            AcceptTcpClientCallback（）；
            listener.BeginAcceptTcpClient(AcceptTcpClientCallback,listener);
        }        private void AcceptTcpClientCallback(IAsyncResult ar) 
        {
            try 
            {
                TcpListener myListener = (TcpListener)ar.AsyncState;
                TcpClient client = myListener.EndAcceptTcpClient(ar);
                listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, "已接受客户连接:" +                       client.Client.RemoteEndPoint);
                comboBox1.Invoke(setComboBoxCallback,client.Client.RemoteEndPoint.ToString());
                ReadWriteObject readWriteObject = new ReadWriteObject(client);
                clientList.Add(readWriteObject);
                SendString(readWriteObject,"服务器已经接受连接");
                readWriteObject.netStream.BeginRead(readWriteObject.readBytes,0,readWriteObject.readBytes.Length,ReadCallback,readWriteObject);
            }
            catch(Exception ex)
            {
                listBoxStatus.Invoke(setListBoxCallback, ex.Message);
            }
        listener.BeginAcceptTcpClient(AcceptTcpClientCallback,listener);
        }本来是赶紧整洁的代码，就好像漂亮的姑娘，带上一个while式的垃圾帽子就显得臃肿和俗气了。你的ReadCallback也是类似，如果需要连续读取数据，那么在这个方法内部应该调用BeginRead，而不是在 AcceptTcpClientCallback 内部搞什么 while 语句和阻塞。

Answer 6

上面   AcceptTcpClientCallback（）；这一条是多余的，请删除掉！

Answer 7

我试用你的方式改写了程序，还不错，我感觉比用allDone好理解一些。另：
我发现了当初CPU占用率一直增长的原因，是出在ReadCallback里，是它一直在反复自调用。我追踪了下，除了正常接收数据外，程序还在无休止地接收长度为0的报文。如果说是客户端设计地不好，可是我用WireShark分析时，并没有检测到这些长度为0的报文啊，求解。

Answer 8

接收零字节的问题。是.net的BUG.直接无视就可以了。

Answer 9

不是吧。我无视，可是程序处理它啊。我目前只有在ReadCallback里加上Thread.Sleep()，才能把CPU占用率降下来。

Answer 10

今天发现了这句。如果当前使用的是面向连接的 Socket，那么 Receive 方法将会读取所有可用的数据，直到达到缓冲区的大小为止。如果远程主机使用 Shutdown 方法关闭了 Socket 连接，并且所有可用数据均已收到，则 Receive 方法将立即完成并返回零字节。
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/8s4y8aff(v=vs.80).aspx

Answer 11

我终于发现问题在哪儿了。是设备没完全按照协议来做，有部分改动。以前就发现根协议有部分不同，今天又发现一个设备自己加的，就是它也要求服务器发心跳包（协议上只要求设备发心跳包）。如果服务器无心跳包，它会在一定时间后断开连接。虽然浪费了我一些时间在找问题上，不过也使我对TCP方面加深了些理解。