天天看点

AgileEAS.NET SOA 中间件平台.Net Socket通信框架-介绍

一、前言

     AgileEAS.NET SOA 中间件平台是一款基于基于敏捷并行开发思想和Microsoft .Net构件(组件)开发技术而构建的一个快速开发应用平台。用于帮助中小型软件企业建立一条适合市场快速变化的开发团队,以达到节省开发成本、缩短开发时间,快速适应市场变化的目的。

     AgileEAS.NET SOA中间件平台提供了敏捷快速开发软件工程的最佳实践,通过提供大量的基础支撑功能如IOC、ORM、SOA、分布式体系及敏捷并发开发方法所支撑的插件开发体系,以及提供了大量的实体、数据模型设计生成工具、代码生成工具,用于帮助中小软件开发商快速成长。

AgileEAS.NET SOA 中间件平台.Net Socket通信框架-介绍

     AgileEAS.NET平台充分把握目前软件行业快速发展的新趋势,基于敏捷并行开发、快速适应市场这样淳朴的软件工程实践,采用业界广泛使用的Microsoft .Net构件(组件)开发技术实践了这种开发思想,帮助软件企业实现“敏捷变化、快速适合”的目标,从而帮助软件企业在激烈的市场竞争中赢得先机并获得更高的回报。

二、关于Socket/Tcp框架的需求

     在AgileEAS.NET SOA 中间件平台在大量客户的使用过程之中,有的客户提出了一些基于“消息推”、和应用系统事件通知的需求,比如在“医院信息系统”、“电子病历系统‘、”区域公共卫生平台“、等系统之中就提供了这样的需求,比如当大夫为病人开立了医嘱之后、需要在相关护理人员即时提示,之前大家都使用数据库刷新,数据库的压力都比较大,所以迫切的提出了这样的需求。

     另外一个原因是AgileEAS.NET SOA 中间件平台之前一直使用WCF、WS、Romotinig通信做为SOA分布式架构的通信基础,我们在考虑WS、WCF的某些协议并不能提供给我们非常高效的通信,所以我们也需要有一套直接基于Socket/TCP的通信体系用于支撑我们的SOA分布式服务业务体系。

三、AgileEAS.NET SOA 中间件Socket/Tcp框架结构

     AgileEAS.NET SOA中间件需要的Socket/Tcp框架严格意思是需要的基于Socket的通信消息中件间,其所提供的功能本质是对消息的处理,所以其所提供的API有三大类、Socket框架本身、消息框架及消息处理框架,以下是AgileEAS.NET SOA中间件的Socket/Tcp的应用框架结构:

AgileEAS.NET SOA 中间件平台.Net Socket通信框架-介绍

     各上图我们可以看到AgileEAS.NET SOA中间件需要的Socket/Tcp框架实现了这么一件有意思的事,把原生的Socekt基于数据流的流式通信模式转换为基于消息的消息通信模式,让开发人员多复杂的系统Socket通信和数据流处理之中解放出来,转而关心高层通信消息的设计和消息处理的业务设计与实现。

三、AgileEAS.NET SOA 中间件Socket/Tcp框架重要的接口和类

AgileEAS.NET SOA 中间件平台.Net Socket通信框架-介绍

     其中ISocketCient接口为客户段功能封装,其定义大体如下:

1: /// <summary>      
2: /// Tcp客户端接口。      
3: /// </summary>      
4: public interface ISocketClient : ISocketEngine      
5: {      
6:     /// <summary>      
7:     /// 客户端状态。      
8:     /// </summary>      
9:     ClientState ClientState      
10:     {      
11:         get;      
12:     }              
13:        
14:     /// <summary>      
15:     /// 连接Tcp服务器。      
16:     /// </summary>      
17:     bool Connect();      
18:        
19:     /// <summary>      
20:     /// 关闭与服务器的连接。      
21:     /// </summary>      
22:     void Close();      
23:        
24:     /// <summary>      
25:     /// 发送消息。      
26:     /// </summary>      
27:     /// <param name="message">消息。</param>      
28:     void Send(IMessage message);      
29:        
30:     /// <summary>      
31:     /// 调用消息,用于服务器/客户端应用中的请示==》响应消息的应用。      
32:     /// </summary>      
33:     /// <param name="request">请示消息。</param>      
34:     /// <returns>服务器返回的响应消息。</returns>      
35:     IMessage Invoke(IMessage request);      
36:        
37:     /// <summary>      
38:     /// 异步调用消息,用于服务器/客户端应用中的请示==》响应消息的应用。      
39:     /// </summary>      
40:     /// <param name="request">请示消息。</param>      
41:     /// <returns>包含响应消息的异步任务。</returns>      
42:     NetInvokeTask BeginInvoke(IMessage request);      
43:        
44:     /// <summary>      
45:     /// 服务器发生错误时触发。      
46:     /// </summary>      
47:     event ErrorEventHandler Error;      
48:        
49:     /// <summary>      
50:     /// 连接服务器后触发。      
51:     /// </summary>      
52:     event EventHandler Connected;      
53:        
54:     /// <summary>      
55:     /// 断开服务器连接后触发。      
56:     /// </summary>      
57:     event EventHandler Closed;      
58: }      

     其是最重要方法为void Send(IMessage message)方法,即发送一个消息到服务器,这个方法也是对使用者开放的最重要方法,在这里发送的不是字节流,而是一个实现了IMessage接口的消息对象,当服户段接收到IMessage对象之后会调用与其对应的消息处理器(IMessageHandler)对象进行消息处理,反之客户段收到IMessage也会调用与其相关的消息处理器(IMessageHandler)对象进行处理。

     ISocketServer、ISocketServerBase接口:

1: /// <summary>      
2: /// Socket服务器基类接口。      
3: /// </summary>      
4: public interface ISocketServerBase : ISocketEngine      
5: {      
6:     /// <summary>      
7:     /// 客户端会话集合。      
8:     /// </summary>      
9:     IList<NetSession> Sessions      
10:     {      
11:         get;      
12:     }      
13:        
14:     /// <summary>      
15:     /// 注册了一个新会话后发生。      
16:     /// </summary>      
17:     event NetSessionEventHandler SessionStarted;      
18:        
19:     /// <summary>      
20:     /// 某一个会话结束后发生。      
21:     /// </summary>      
22:     event NetSessionEventHandler SessionAbandoned;      
23:        
24:     /// <summary>      
25:     /// 发送消息。      
26:     /// </summary>      
27:     /// <param name="target">消息接收方ID(会话ID)。</param>      
28:     /// <param name="message">消息。</param>      
29:     void Send(Guid target, IMessage message);      
30:        
31:     /// <summary>      
32:     /// 发送网络消息。      
33:     /// </summary>      
34:     /// <param name="target">消息接收方ID(会话ID)。</param>      
35:     /// <param name="netMessage">网络消息。</param>      
36:     void Send(Guid target, NetMessage netMessage);      
37:        
38:     /// <summary>      
39:     /// 发送网络报文(仅网关模式有效)。      
40:     /// </summary>      
41:     /// <param name="target">消息接收方ID(会话ID)。</param>      
42:     /// <param name="netPacket">网络报文。</param>      
43:     void Send(Guid target, NetPacket netPacket);      
44:        
45:     /// <summary>      
46:     /// 发送网络数据(仅网关模式有效)。      
47:     /// </summary>      
48:     /// <param name="target">消息接收方ID(会话ID)。</param>      
49:     /// <param name="buffer">网络数据。</param>      
50:     void Send(Guid target, byte[] buffer);      
51: }      
1: /// <summary>      
2: /// Socket服务器接口。      
3: /// </summary>      
4: public interface ISocketServer :  ISocketServerBase      
5: {      
6:     /// <summary>      
7:     /// 客户端连接数。      
8:     /// </summary>      
9:     int ClientCount      
10:     {      
11:         get;      
12:     }      
13:        
14:     /// <summary>      
15:     /// 服务器状态。      
16:     /// </summary>      
17:     ServerState ServerState      
18:     {      
19:         get;      
20:     }              
21:        
22:     /// <summary>      
23:     /// 开始Tcp服务器。      
24:     /// </summary>      
25:     void StartServer();      
26:        
27:     /// <summary>      
28:     /// 停止Tcp服务器。      
29:     /// </summary>      
30:     void StopServer();      
31:        
32:     /// <summary>      
33:     /// 关闭指定客户的连接。      
34:     /// </summary>      
35:     /// <param name="client">客户Guid。</param>      
36:     void AbandonSession(System.Guid client);      
37:        
38:     /// <summary>      
39:     /// 服务器发生错误时触发。      
40:     /// </summary>      
41:     event ServerErrorEventHandler ServerError;      
42:        
43:     /// <summary>      
44:     /// 服务器启动后触发。      
45:     /// </summary>      
46:     event System.EventHandler ServerStarted;              
47:        
48:     /// <summary>      
49:     /// 服务器停止后触发。      
50:     /// </summary>      
51:     event System.EventHandler ServerStopped;      
52: }      

     这两个接口定义了SocketServer的一些行为和属性,其中最重要的方法还是void Send(Guid target, IMessage message),实现向某个特定客户段连接发送应用消息,别外定义了一个IList<NetSession> Sessions属性,表示目前连接到此SocketServer的所有客户端会话信息。

     NetSession表示服务器的一个客户段连接会话,包括连接上下文信息和连接的Socket通信对象,当某个SocketClient发送给SocketServer的信息都会被与其应对的NetSession进行处理,NetSession定义两个重要的方法public void Reply(uint requestID, IMessage message)和public void Abandon(),其中Reply表示向客户端回复一个消息,Abandon表示服务器强制中止此会话。

     在整个Socket/tcp框架之中进行通信的最基本单元都是IMessage,那么SocketClient、SocketServer接收到IMessage如何处理呢,答案是由与之配对的IMessageHandler进行处理,所以SocketClient、SocketServer都实现了一个基础接口ISocketEngine:

1: /// <summary>      
2: /// Socket引擎,Socket网络通信基础类。      
3: /// </summary>      
4: public interface ISocketEngine : IDisposable      
5: {      
6:     /// <summary>      
7:     /// 通信引擎的全局唯一标识符号。      
8:     /// </summary>      
9:     System.Guid Guid      
10:     {      
11:         get;      
12:     }      
13:        
14:     /// <summary>      
15:     /// IP地址和端口号。      
16:     /// </summary>      
17:     IPEndPoint IPEndPoint      
18:     {      
19:         get;      
20:         set;      
21:     }      
22:        
23:     /// <summary>      
24:     /// IP地址。      
25:     /// </summary>      
26:     string IPAddress      
27:     {      
28:         get;      
29:         set;      
30:     }      
31:        
32:     /// <summary>      
33:     /// 端口号。      
34:     /// </summary>      
35:     int Port      
36:     {      
37:         get;      
38:         set;      
39:     }      
40:        
41:     /// <summary>      
42:     /// 报文最大长度。      
43:     /// </summary>      
44:     int MessageMaxSize      
45:     {      
46:         get;      
47:     }              
48:        
49:     /// <summary>      
50:     /// 注册消息处理器。      
51:     /// </summary>      
52:     /// <typeparam name="T">消息类型。</typeparam>      
53:     /// <param name="hander">消息处理器。</param>      
54:     void AddHander<T>(IMessageHandler<T> hander) where T : IMessage;      
55:        
56:     /// <summary>      
57:     /// 通过Socket发送数据之后触发。      
58:     /// </summary>      
59:     event SocketDataHandler SocketDataSend;      
60:        
61:     /// <summary>      
62:     ///  通过Socket接收数据之后触发。      
63:     /// </summary>      
64:     event SocketDataHandler SocketDataReceived;      
65:        
66:     /// <summary>      
67:     /// 发送报文完成之后触发。      
68:     /// </summary>      
69:     event PacketHandler PacketSend;      
70:        
71:     /// <summary>      
72:     /// 报文接收完成之后触发。      
73:     /// </summary>      
74:     event PacketHandler PacketReceived;      
75:        
76:     /// <summary>      
77:     /// 载送完一个NetMessage之后触发。      
78:     /// </summary>      
79:     event NetMessageHandler NetMessageSend;      
80:        
81:     /// <summary>      
82:     /// 接收完一个NetMessage之后触发。      
83:     /// </summary>      
84:     event NetMessageHandler NetMessageReceived;      
85:        
86:     /// <summary>      
87:     /// 消息发送完成之后触发。      
88:     /// </summary>      
89:     event MessageHandler MessageSend;      
90:        
91:     /// <summary>      
92:     /// 接收消息完成之后触发。      
93:     /// </summary>      
94:     event MessageHandler MessageReceived;      
95: }      

     其中方法void AddHander<T>(IMessageHandler<T> hander) where T : IMessage实现对消息处理器的注册,以便收到IMessage之后选择合适的处理器进行处理。

四、消息和消息处理器

     从以上的介绍我们可以明确的知道AgileEAS.NET SOA中间件Socket/Tcp框架是的一个基于消息对象的消息通信框架,那么其最核心的业务就是定义消息及消息的处理思路,我们称之为消息及消息处理器结构:

AgileEAS.NET SOA 中间件平台.Net Socket通信框架-介绍

     其中IMessage接口为Socket/Tcp框架中最重要的接口,所有高层的应用消息都需要实现本接口:

1: /// <summary>      
2: /// 消息接口定义。      
3: /// </summary>      
4: /// <remarks>      
5: /// 这里所说的消息是指业务处理的最小单元,而不是传输于网络之间的网络消息。      
6: /// </remarks>      
7: public interface IMessage      
8: {      
9:     /// <summary>      
10:     /// 从指定的 MessageReader加载消息对象。      
11:     /// </summary>      
12:     /// <param name="reader">消息读取器。</param>      
13:     void Load(BufferReader reader);      
14:        
15:     /// <summary>      
16:     /// 将消息对象保存到指定的MessageWriter。      
17:     /// </summary>      
18:     /// <param name="writer">消息编写器。</param>      
19:     void WriteTo(BufferWriter writer);      
20: }      

     其中Load和WriteTo实现IMessage消息对象实例与字节流之间进行相互转换,Load消息用于从字节流之中读取并实例化消息、WriteTo把消息转换为流写入消息流之中,在应用开发过程之中必须实现这两个方法并且在消息类上打上MessageAttribute标记:

1: /// <summary>      
2: /// 消息ID属性。      
3: /// </summary>      
4: /// <remarks>      
5: /// 标记网络消息,确定其唯一的ID。      
6: /// </remarks>      
7: [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]      
8: public class MessageAttribute : Attribute      
9: {      
10:     /// <summary>      
11:     /// 初始化MessageAttribute对象实例。      
12:     /// </summary>      
13:     /// <param name="messageID">消息ID。</param>      
14:     public MessageAttribute(string messageID)      
15:         :this(messageID,string.Empty)      
16:     {      
17:        
18:     }      
19:        
20:     /// <summary>      
21:     /// 初始化MessageAttribute对象实例。      
22:     /// </summary>      
23:     /// <param name="messageID">消息ID。</param>      
24:     /// <param name="description">消息说明。</param>      
25:     public MessageAttribute(string messageID, string description)      
26:     {      
27:         this.MessageID = new Guid(messageID);      
28:         this.Description = description;      
29:     }      
30:        
31:     /// <summary>      
32:     /// 消息ID。      
33:     /// </summary>      
34:     public Guid MessageID      
35:     {      
36:         get;      
37:         set;      
38:     }      
39:        
40:     /// <summary>      
41:     /// 消息说明。      
42:     /// </summary>      
43:     public string Description      
44:     {      
45:         get;      
46:         set;      
47:     }      
48: }      

     MessageAttribute标记用于向已实现IMessage接口的具体消息的消息ID与消息说明,即向Socket通信框架声音本消息的唯一性之用,其中MessageID为一个GUID对象,GUID对象理论上是唯一的,我们可以表示消息的唯一性,以下是一个具体的消息例子:

1: /// <summary>      
2: /// 用户登录消息。      
3: /// </summary>      
4: [Message("F42433DF-2D4D-4514-9523-2FE911E63CAA", "登录消息")]      
5: [Serializable]      
6: public class LoginMessage : IMessage      
7: {      
8:     /// <summary>      
9:     /// 用户名。      
10:     /// </summary>      
11:     public string LoginID      
12:     {      
13:         get;      
14:         set;      
15:     }      
16:        
17:     /// <summary>      
18:     /// 密码。      
19:     /// </summary>      
20:     public string PassWord      
21:     {      
22:         get;      
23:         set;      
24:     }      
25:        
26:     #region IMessage 成员      
27:        
28:     /// <summary>      
29:     ///       
30:     /// </summary>      
31:     /// <param name="reader"></param>      
32:     public void Load(EAS.IO.BufferReader reader)      
33:     {      
34:         LoginID = reader.ReadString();      
35:         PassWord = reader.ReadString();      
36:     }      
37:        
38:     /// <summary>      
39:     ///       
40:     /// </summary>      
41:     /// <param name="writer"></param>      
42:     public void WriteTo(EAS.IO.BufferWriter writer)      
43:     {      
44:         writer.Write(LoginID);      
45:         writer.Write(PassWord);      
46:     }      
47:        
48:     #endregion      
49: }      

     以上是一个具体消息的例子,其表明消息ID为“F42433DF-2D4D-4514-9523-2FE911E63CAA”,其作用是登录消息,用于实现类似登录业务。

五、可靠的消息中间件

     AgileEAS.NET SOA中间件Socket/Tcp框架是一个可靠的消息中间件,在设计过程之初就选择了完成端口模型进行开发,以保证服务的高并发和吞吐量,在底层消息通信上,我们选择了不超过8K的可变大小通信报文,比如当一个高层的IMeesage只有512字节内容的时候,会取转成一个一个远小于8K的报文进行发送,如果一个高层IMeesage为66K时,会被分解成为9条消息报文进行通信,前8条消息报文长度为8K,最后一条不满足8K,接收文收到这9条报文后组合并转换为IMeesage对象之后交由消息处理器IMeeesgaHandler进行处理。

     在进行消息报文收发过程之中,经过长期测试、验证、设计和选择了高性能的防粘包设计,避免应用开发者头疼的消息粘包问题。

六、AgileEAS.NET SOA中间件需要的Socket/Tcp框架下载

     AgileEAS.NET SOA中间件Socket/Tcp框架包含在AgileEAS.NET SOA中间件平台之中,具体定义在EAS.MicroKernel.dll程序集之中,要使用AgileEAS.NET SOA中间件Socket/Tcp框架进行基于Socket的通信开发,请通过AgilleEAS.NET SOA 中站件平台官方网站的最新下载页面下载。

七、联系我们

     为了完善、改进和推广AgileEAS.NET而成立了敏捷软件工程实验室,是一家研究、推广和发展新技术,并致力于提供具有自主知识产权的业务基础平台软件,以及基于业务基础平台了开发的管理软件的专业软件提供商。主要业务是为客户提供软件企业研发管理解决方案、企业管理软件开发,以及相关的技术支持,管理及技术咨询与培训业务。

     AgileEAS.NET平台自2004年秋呱呱落地一来,我就一直在逐步完善和改进,也被应用于保险、医疗、电子商务、房地产、铁路、教育等多个应用,但一直都是以我个人在推广,2010年因为我辞职休息,我就想到把AgileEAS.NET推向市场,让更多的人使用。

     我的技术团队成员都是合作多年的老朋友,因为这个平台是免费的,所以也没有什么收入,都是由程序员的那种理想与信念坚持,在此我感谢一起奋斗的朋友。

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作者:魏琼东

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