AgileEAS.NET SOA 中間件平臺.Net Socket通信框架-介紹

原創 agilelab 2019-02-22 23:20

一、前言

AgileEAS.NETSOA中間件平臺是一款基於基於敏捷並行開發思想和Microsoft.Net構件(組件)開發技術而構建的一個快速開發應用平臺。用於幫助中小型軟件企業建立一條適合市場快速變化的開發團隊，以達到節省開發成本、縮短開發時間，快速適應市場變化的目的。

AgileEAS.NETSOA中間件平臺提供了敏捷快速開發軟件工程的最佳實踐，通過提供大量的基礎支撐功能如IOC、ORM、SOA、分佈式體系及敏捷併發開發方法所支撐的插件開發體系，以及提供了大量的實體、數據模型設計生成工具、代碼生成工具，用於幫助中小軟件開發商快速成長。

AgileEAS.NET.png

AgileEAS.NET平臺充分把握目前軟件行業快速發展的新趨勢，基於敏捷並行開發、快速適應市場這樣淳樸的軟件工程實踐，採用業界廣泛使用的Microsoft.Net構件(組件)開發技術實踐了這種開發思想，幫助軟件企業實現“敏捷變化、快速適合”的目標，從而幫助軟件企業在激烈的市場競爭中贏得先機並獲得更高的回報。

二、關於Socket/Tcp框架的需求

在AgileEAS.NETSOA中間件平臺在大量客戶的使用過程之中，有的客戶提出了一些基於“消息推”、和應用系統事件通知的需求，比如在“醫院信息系統”、“電子病歷系統‘、”區域公共衛生平臺“、等系統之中就提供了這樣的需求，比如當大夫爲病人開立了醫囑之後、需要在相關護理人員即時提示，之前大家都使用數據庫刷新，數據庫的壓力都比較大，所以迫切的提出了這樣的需求。

另外一個原因是AgileEAS.NETSOA中間件平臺之前一直使用WCF、WS、Romotinig通信做爲SOA分佈式架構的通信基礎，我們在考慮WS、WCF的某些協議並不能提供給我們非常高效的通信，所以我們也需要有一套直接基於Socket/TCP的通信體系用於支撐我們的SOA分佈式服務業務體系。

三、AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架結構

AgileEAS.NETSOA中間件需要的Socket/Tcp框架嚴格意思是需要的基於Socket的通信消息中件間，其所提供的功能本質是對消息的處理，所以其所提供的API有三大類、Socket框架本身、消息框架及消息處理框架，以下是AgileEAS.NETSOA中間件的Socket/Tcp的應用框架結構：

p_w_picpath_thumb2

各上圖我們可以看到AgileEAS.NETSOA中間件需要的Socket/Tcp框架實現了這麼一件有意思的事，把原生的Socekt基於數據流的流式通信模式轉換爲基於消息的消息通信模式，讓開發人員多複雜的系統Socket通信和數據流處理之中解放出來，轉而關心高層通信消息的設計和消息處理的業務設計與實現。

三、AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架重要的接口和類

AgileEAS.NETSOA中間件需要的Socket/Tcp框架嚴格意思是需要的基於Socket的通信消息中件間，其所提供的功能本質是對消息的處理，所以其所提供的API有三大類、Socket框架本身、消息框架及消息處理框架，以下是AgileEAS.NETSOA中間件的Socket/Tcp的應用框架結構：

Sockets_thumb1

其中ISocketCient接口爲客戶段功能封裝，其定義大體如下：

1:///<summary>
2:///Tcp客戶端接口。
3:///</summary>
4:publicinterface ISocketClient : ISocketEngine
5: {
6:///<summary>
7:///客戶端狀態。
8:///</summary>
9:     ClientState ClientState
10:     {
11:         get;
12:     }        
13:
14:///<summary>
15:///連接Tcp服務器。
16:///</summary>
17:bool Connect();
18:
19:///<summary>
20:///關閉與服務器的連接。
21:///</summary>
22:void Close();
23:
24:///<summary>
25:///發送消息。
26:///</summary>
27:///<paramname="message">消息。</param>
28:void Send(IMessage message);
29:
30:///<summary>
31:///調用消息，用於服務器/客戶端應用中的請示==》響應消息的應用。
32:///</summary>
33:///<paramname="request">請示消息。</param>
34:///<returns>服務器返回的響應消息。</returns>
35:     IMessage Invoke(IMessage request);
36:
37:///<summary>
38:///異步調用消息，用於服務器/客戶端應用中的請示==》響應消息的應用。
39:///</summary>
40:///<paramname="request">請示消息。</param>
41:///<returns>包含響應消息的異步任務。</returns>
42:     NetInvokeTask BeginInvoke(IMessage request);
43:
44:///<summary>
45:///服務器發生錯誤時觸發。
46:///</summary>
47:event ErrorEventHandler Error;
48:
49:///<summary>
50:///連接服務器後觸發。
51:///</summary>
52:event EventHandler Connected;
53:
54:///<summary>
55:///斷開服務器連接後觸發。
56:///</summary>
57:event EventHandler Closed;
58: }

其是最重要方法爲voidSend(IMessagemessage)方法，即發送一個消息到服務器，這個方法也是對使用者開放的最重要方法，在這裏發送的不是字節流，而是一個實現了IMessage接口的消息對象，當服戶段接收到IMessage對象之後會調用與其對應的消息處理器(IMessageHandler)對象進行消息處理，反之客戶段收到IMessage也會調用與其相關的消息處理器(IMessageHandler)對象進行處理。

ISocketServer、ISocketServerBase接口：

1:///<summary>
2:///Socket服務器基類接口。
3:///</summary>
4:publicinterface ISocketServerBase : ISocketEngine
5: {
6:///<summary>
7:///客戶端會話集合。
8:///</summary>
9:     IList<NetSession> Sessions
10:     {
11:         get;
12:     }
13:
14:///<summary>
15:///註冊了一個新會話後發生。
16:///</summary>
17:event NetSessionEventHandler SessionStarted;
18:
19:///<summary>
20:///某一個會話結束後發生。
21:///</summary>
22:event NetSessionEventHandler SessionAbandoned;
23:
24:///<summary>
25:///發送消息。
26:///</summary>
27:///<paramname="target">消息接收方ID(會話ID)。</param>
28:///<paramname="message">消息。</param>
29:void Send(Guid target, IMessage message);
30:
31:///<summary>
32:///發送網絡消息。
33:///</summary>
34:///<paramname="target">消息接收方ID(會話ID)。</param>
35:///<paramname="netMessage">網絡消息。</param>
36:void Send(Guid target, NetMessage netMessage);
37:
38:///<summary>
39:///發送網絡報文(僅網關模式有效)。
40:///</summary>
41:///<paramname="target">消息接收方ID(會話ID)。</param>
42:///<paramname="netPacket">網絡報文。</param>
43:void Send(Guid target, NetPacket netPacket);
44:
45:///<summary>
46:///發送網絡數據(僅網關模式有效)。
47:///</summary>
48:///<paramname="target">消息接收方ID(會話ID)。</param>
49:///<paramname="buffer">網絡數據。</param>
50:void Send(Guid target, byte[] buffer);
51: }
1:///<summary>
2:///Socket服務器接口。
3:///</summary>
4:publicinterface ISocketServer :  ISocketServerBase
5: {
6:///<summary>
7:///客戶端連接數。
8:///</summary>
9:int ClientCount
10:     {
11:         get;
12:     }
13:
14:///<summary>
15:///服務器狀態。
16:///</summary>
17:     ServerState ServerState
18:     {
19:         get;
20:     }        
21:
22:///<summary>
23:///開始Tcp服務器。
24:///</summary>
25:void StartServer();
26:
27:///<summary>
28:///停止Tcp服務器。
29:///</summary>
30:void StopServer();
31:
32:///<summary>
33:///關閉指定客戶的連接。
34:///</summary>
35:///<paramname="client">客戶Guid。</param>
36:void AbandonSession(System.Guid client);
37:
38:///<summary>
39:///服務器發生錯誤時觸發。
40:///</summary>
41:event ServerErrorEventHandler ServerError;
42:
43:///<summary>
44:///服務器啓動後觸發。
45:///</summary>
46:event System.EventHandler ServerStarted;        
47:
48:///<summary>
49:///服務器停止後觸發。
50:///</summary>
51:event System.EventHandler ServerStopped;
52: }

這兩個接口定義了SocketServer的一些行爲和屬性，其中最重要的方法還是voidSend(Guidtarget,IMessagemessage)，實現向某個特定客戶段連接發送應用消息，別外定義了一個IList<NetSession>Sessions屬性，表示目前連接到此SocketServer的所有客戶端會話信息。

NetSession表示服務器的一個客戶段連接會話，包括連接上下文信息和連接的Socket通信對象，當某個SocketClient發送給SocketServer的信息都會被與其應對的NetSession進行處理，NetSession定義兩個重要的方法publicvoidReply(uintrequestID,IMessagemessage)和publicvoidAbandon()，其中Reply表示向客戶端回覆一個消息，Abandon表示服務器強制中止此會話。

在整個Socket/tcp框架之中進行通信的最基本單元都是IMessage，那麼SocketClient、SocketServer接收到IMessage如何處理呢，答案是由與之配對的IMessageHandler進行處理，所以SocketClient、SocketServer都實現了一個基礎接口ISocketEngine:

1:///<summary>
2:///Socket引擎，Socket網絡通信基礎類。
3:///</summary>
4:publicinterface ISocketEngine : IDisposable
5: {
6:///<summary>
7:///通信引擎的全局唯一標識符號。
8:///</summary>
9:     System.Guid Guid
10:     {
11:         get;
12:     }
13:
14:///<summary>
15:///IP地址和端口號。
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:///端口號。
34:///</summary>
35:int Port
36:     {
37:         get;
38:         set;
39:     }
40:
41:///<summary>
42:///報文最大長度。
43:///</summary>
44:int MessageMaxSize
45:     {
46:         get;
47:     }        
48:
49:///<summary>
50:///註冊消息處理器。
51:///</summary>
52:///<typeparamname="T">消息類型。</typeparam>
53:///<paramname="hander">消息處理器。</param>
54:void AddHander<T>(IMessageHandler<T> hander) where T : IMessage;
55:
56:///<summary>
57:///通過Socket發送數據之後觸發。
58:///</summary>
59:event SocketDataHandler SocketDataSend;
60:
61:///<summary>
62:///通過Socket接收數據之後觸發。
63:///</summary>
64:event SocketDataHandler SocketDataReceived;
65:
66:///<summary>
67:///發送報文完成之後觸發。
68:///</summary>
69:event PacketHandler PacketSend;
70:
71:///<summary>
72:///報文接收完成之後觸發。
73:///</summary>
74:event PacketHandler PacketReceived;
75:
76:///<summary>
77:///載送完一個NetMessage之後觸發。
78:///</summary>
79:event NetMessageHandler NetMessageSend;
80:
81:///<summary>
82:///接收完一個NetMessage之後觸發。
83:///</summary>
84:event NetMessageHandler NetMessageReceived;
85:
86:///<summary>
87:///消息發送完成之後觸發。
88:///</summary>
89:event MessageHandler MessageSend;
90:
91:///<summary>
92:///接收消息完成之後觸發。
93:///</summary>
94:event MessageHandler MessageReceived;
95: }

其中方法voidAddHander<T>(IMessageHandler<T>hander)whereT:IMessage實現對消息處理器的註冊，以便收到IMessage之後選擇合適的處理器進行處理。

四、消息和消息處理器

從以上的介紹我們可以明確的知道AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架是的一個基於消息對象的消息通信框架，那麼其最核心的業務就是定義消息及消息的處理思路，我們稱之爲消息及消息處理器結構：

Message_thumb3

其中IMessage接口爲Socket/Tcp框架中最重要的接口，所有高層的應用消息都需要實現本接口：

1:///<summary>
2:///消息接口定義。
3:///</summary>
4:///<remarks>
5:///這裏所說的消息是指業務處理的最小單元，而不是傳輸於網絡之間的網絡消息。
6:///</remarks>
7:publicinterface IMessage
8: {
9:///<summary>
10:///從指定的MessageReader加載消息對象。
11:///</summary>
12:///<paramname="reader">消息讀取器。</param>
13:void Load(BufferReader reader);
14:
15:///<summary>
16:///將消息對象保存到指定的MessageWriter。
17:///</summary>
18:///<paramname="writer">消息編寫器。</param>
19:void WriteTo(BufferWriter writer);
20: }

其中Load和WriteTo實現IMessage消息對象實例與字節流之間進行相互轉換，Load消息用於從字節流之中讀取並實例化消息、WriteTo把消息轉換爲流寫入消息流之中，在應用開發過程之中必須實現這兩個方法並且在消息類上打上MessageAttribute標記：

1:///<summary>
2:///消息ID屬性。
3:///</summary>
4:///<remarks>
5:///標記網絡消息，確定其唯一的ID。
6:///</remarks>
7: [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
8:publicclass MessageAttribute : Attribute
9: {
10:///<summary>
11:///初始化MessageAttribute對象實例。
12:///</summary>
13:///<paramname="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對象實例。
22:///</summary>
23:///<paramname="messageID">消息ID。</param>
24:///<paramname="description">消息說明。</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:///消息說明。
42:///</summary>
43:publicstring Description
44:     {
45:         get;
46:         set;
47:     }
48: }

MessageAttribute標記用於向已實現IMessage接口的具體消息的消息ID與消息說明，即向Socket通信框架聲音本消息的唯一性之用，其中MessageID爲一個GUID對象，GUID對象理論上是唯一的，我們可以表示消息的唯一性，以下是一個具體的消息例子:

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

以上是一個具體消息的例子，其表明消息ID爲“F42433DF-2D4D-4514-9523-2FE911E63CAA”，其作用是登錄消息，用於實現類似登錄業務。

五、可靠的消息中間件

AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架是一個可靠的消息中間件，在設計過程之初就選擇了完成端口模型進行開發，以保證服務的高併發和吞吐量，在底層消息通信上，我們選擇了不超過8K的可變大小通信報文，比如當一個高層的IMeesage只有512字節內容的時候，會取轉成一個一個遠小於8K的報文進行發送，如果一個高層IMeesage爲66K時，會被分解成爲9條消息報文進行通信，前8條消息報文長度爲8K，最後一條不滿足8K，接收文收到這9條報文後組合並轉換爲IMeesage對象之後交由消息處理器IMeeesgaHandler進行處理。

在進行消息報文收發過程之中，經過長期測試、驗證、設計和選擇了高性能的防粘包設計，避免應用開發者頭疼的消息粘包問題。

六、AgileEAS.NETSOA中間件需要的Socket/Tcp框架下載

AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架包含在AgileEAS.NETSOA中間件平臺之中，具體定義在EAS.MicroKernel.dll程序集之中，要使用AgileEAS.NETSOA中間件Socket/Tcp框架進行基於Socket的通信開發，請通過AgilleEAS.NETSOA中站件平臺官方網站的最新下載頁面下載。

七、聯繫我們

爲了完善、改進和推廣AgileEAS.NET而成立了敏捷軟件工程實驗室，是一家研究、推廣和發展新技術，並致力於提供具有自主知識產權的業務基礎平臺軟件，以及基於業務基礎平臺了開發的管理軟件的專業軟件提供商。主要業務是爲客戶提供軟件企業研發管理解決方案、企業管理軟件開發，以及相關的技術支持，管理及技術諮詢與培訓業務。

AgileEAS.NET平臺自2004年秋呱呱落地一來，我就一直在逐步完善和改進，也被應用於保險、醫療、電子商務、房地產、鐵路、教育等多個應用，但一直都是以我個人在推廣，2010年因爲我辭職休息，我就想到把AgileEAS.NET推向市場，讓更多的人使用。

我的技術團隊成員都是合作多年的老朋友，因爲這個平臺是免費的，所以也沒有什麼收入，都是由程序員的那種理想與信念堅持，在此我感謝一起奮鬥的朋友。

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