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C# IOCP如何提升性能

c#
小樊
83
2024-09-14 20:23:57
欄目: 編程語言

I/O Completion Ports (IOCP) 是 Windows 操作系統中的一種高性能 I/O 處理機制,可以用于提高 C# 應用程序的性能。使用 IOCP 可以在處理大量并發連接時顯著提高服務器的吞吐量和低延遲。

要在 C# 中使用 IOCP 提高性能,請遵循以下步驟:

  1. 使用 Socket 類創建一個異步套接字服務器。
  2. 創建一個完成端口(Completion Port),并將其與套接字關聯。
  3. 使用 Bind 方法將套接字綁定到本地端口。
  4. 使用 Listen 方法開始監聽傳入的連接請求。
  5. 使用 AcceptAsync 方法異步接受客戶端連接。
  6. 當客戶端連接被接受時,使用 ReceiveAsync 方法異步接收數據。
  7. 當數據可用時,處理接收到的數據。
  8. 使用 SendAsync 方法異步發送響應給客戶端。
  9. 當發送完成后,繼續接收更多數據或關閉連接。

以下是一個簡單的 C# IOCP 示例:

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

class IOCPServer
{
    private Socket _listener;
    private const int BufferSize = 1024;

    public void Start(int port)
    {
        _listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        _listener.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, port));
        _listener.Listen(100);

        Console.WriteLine($"Server listening on port {port}");

        Accept();
    }

    private void Accept()
    {
        var args = new SocketAsyncEventArgs();
        args.Completed += OnAcceptCompleted;

        if (!_listener.AcceptAsync(args))
        {
            OnAcceptCompleted(null, args);
        }
    }

    private void OnAcceptCompleted(object sender, SocketAsyncEventArgs e)
    {
        if (e.SocketError == SocketError.Success)
        {
            var client = e.AcceptSocket;
            Console.WriteLine("Client connected: " + client.RemoteEndPoint);

            var receiveArgs = new SocketAsyncEventArgs();
            receiveArgs.SetBuffer(new byte[BufferSize], 0, BufferSize);
            receiveArgs.Completed += OnReceiveCompleted;
            receiveArgs.UserToken = client;

            if (!client.ReceiveAsync(receiveArgs))
            {
                OnReceiveCompleted(null, receiveArgs);
            }
        }

        // Accept the next connection
        Accept();
    }

    private void OnReceiveCompleted(object sender, SocketAsyncEventArgs e)
    {
        if (e.BytesTransferred > 0 && e.SocketError == SocketError.Success)
        {
            var client = (Socket)e.UserToken;
            Console.WriteLine("Received data from client: " + Encoding.ASCII.GetString(e.Buffer, 0, e.BytesTransferred));

            var sendArgs = new SocketAsyncEventArgs();
            sendArgs.SetBuffer(e.Buffer, 0, e.BytesTransferred);
            sendArgs.Completed += OnSendCompleted;
            sendArgs.UserToken = client;

            if (!client.SendAsync(sendArgs))
            {
                OnSendCompleted(null, sendArgs);
            }
        }
    }

    private void OnSendCompleted(object sender, SocketAsyncEventArgs e)
    {
        if (e.SocketError == SocketError.Success)
        {
            var client = (Socket)e.UserToken;
            Console.WriteLine("Data sent to client: " + client.RemoteEndPoint);

            var receiveArgs = new SocketAsyncEventArgs();
            receiveArgs.SetBuffer(new byte[BufferSize], 0, BufferSize);
            receiveArgs.Completed += OnReceiveCompleted;
            receiveArgs.UserToken = client;

            if (!client.ReceiveAsync(receiveArgs))
            {
                OnReceiveCompleted(null, receiveArgs);
            }
        }
    }
}

要運行此示例,請創建一個新的 C# 控制臺應用程序項目,并將上述代碼添加到 Program.cs 文件中。然后,在 Main 方法中調用 Start 方法啟動服務器:

static void Main(string[] args)
{
    var server = new IOCPServer();
    server.Start(8080);

    Console.ReadLine();
}

這個簡單的 IOCP 服務器可以處理大量并發連接,并在每個連接上異步接收和發送數據。通過使用 IOCP,您可以在 C# 中實現高性能的網絡服務器。

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