Socket 网络编程和IO模型

最近做了一个织机数据采集的服务器程序。

结构也非常简单，织机上的嵌入式设备，会通过Tcp 不停的往服务器发送一些即时数据。织机大改有个几十台到几百台不定把

刨去业务，先分析一下网络层的大概情况。每台织机发送数据的频率，我先假设每秒钟有个20次把。那就是50毫秒一次。

几百台客户端，每台每秒20来次的访问，对一个服务器来说，压力也算不大不小了把。

想想以前搞C++的时候用到过的IO模型，其实我也忘的差不多了，抱着温故知新的态度，再次梳理一下其中的差别。

这里有一个前提条件需要清楚。那就是CPU执行指令的速度很快，而IO操作的速度相对很慢。做一个Socket.Recv操作的时间，可能可以执行成百上千条 a++类似这样的语句（）。

一个阻塞的Socket.Recv 就类似一个把水烧开倒进热水瓶的过程，Recv阻塞等待就好比等水烧开，有数据可读Recv返回数据 就好比 水烧开了倒水进热水瓶。

假设小明是一个cpu，在家他可能再看电视，看书，打扫，锻炼等，可以看成CPU同时执行多个程序。当小明需要烧一壶水时，可以比作做一个cpu 执行一个 Socket.Recv操作。

■ 同步（一个Socket连接起一个线程send/recv 。教科书常见）；   --相当于在烧水时，人一直再旁边看着等待水开，水开后就把开水倒进热水瓶。再去干其他看书，打扫等事。 。并且此时如果需要再烧一壶水，那么需要叫上爸爸去一直看着另一壶水，等水开。

■ 选择（select）；  --- 稍微改进了一下，同时可以烧多壶时，小明一直循环的去看1号水壶有没有开，2号水壶有没有开，3号水壶..... 如果哪壶开了，就把那壶水倒进热水瓶。这样就不需要爸爸帮忙了，但是，小明最多只能看个几十壶水，再多他就忙不过来了

■ 异步选择（WSAAsyncSelect）； --又改进了一下，给水壶加了个哨子，水开的时候会呜呜响的那种，这样，小明就不用自己循环的去看哪壶水开没开，只要听呜呜声，哪壶响了就去哪壶倒水进热水瓶就行了。
■ 事件选择（WSAEventSelect）；-- 和上面的类似，只不过不用勺子，用指示灯了，哪壶开了哪壶亮

　　　　　　　　- 上面的改进过程中，虽然小明不需要时时刻刻盯着水壶了，但是，水开后，小明还是得做一个动作，把水倒进热水壶--这个动作是比较花时间的。 
■ 重叠I/O（Overlapped I/O）； ----小明不想自己倒水了，发明了一个Overlapped的装置，只要把热水瓶装在这个装置上，然后把这个装置装到水壶上，等水开时，水就自动进热水瓶啦。     
■ 完成端口（Completion Port) 。---- 后来小明家里开了热水厂，小明每天需要烧几万壶水-前面的模式都忙不过来啦，就买了一个高级的设备，它能同时烧几万壶水，也能把水自动灌进热水瓶

--以上，网络接收层只管到 把开水到进热水瓶。至于后面拿热水瓶的水去泡茶，还是冲咖啡，还是洗头， 那是业务层该做的事，

根据我的需求应该也就重叠IO和完成端口能胜任了把。

C/C++也有些日子没搞了有些生疏，于是抱着试试看的想法，用C# 的 Socket 来试试看。

C# 的 Socket  已经高度封装了，我随便拿了个TcpServer 类来玩，光看接口和用法我是完全看不出来它用的是啥IO模型.

但就是这么一个简简单单的异步读 BeginRead 。我测试用500个套接字，20毫秒发送一次。居然毫无压力。。。。他娘的当初我用winsock2搞 完成端口，那代码起码得几百行吧.

 public void StartListen()
        {
            int port = int.Parse(listenPort);
            TcpListener tcpListener = new TcpListener(IPAddress.Any, port);
            tcpListener.Start();

            while (true)
            {
                TcpClient client = tcpListener.AcceptTcpClient();//接受一个Client
                NetworkStream networkStream = client.GetStream();
                IPEndPoint remoteip = client.Client.RemoteEndPoint as IPEndPoint;

                byte[] buffer = new byte[buffersize];
                SyncObj syncObj = new SyncObj()
                {
                    tcpClient =  client,
                    buffer = buffer

                };
                IAsyncResult ret = networkStream.BeginRead(buffer, 0, buffersize, ReadAsyncCallback, syncObj);
            }

        }
        public void ReadAsyncCallback(IAsyncResult ar)
        {
            SyncObj syncObj = ar.AsyncState as SyncObj;
            try
            {
                if (ar.IsCompleted)
                {
                    NetworkStream networkStream = syncObj.tcpClient.GetStream();
                    int len = networkStream.EndRead(ar);
                    string msg = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(syncObj.buffer,0, len);
                    Console.WriteLine(msg);
                    networkStream.BeginRead(syncObj.buffer, 0, buffersize, ReadAsyncCallback, syncObj);

                }
            }
            catch (System.IO.IOException ex)
            {

                syncObj.tcpClient.Close();

            }
        }

抱着疑惑，我查询了一些资料，发现C# 的异步，其实底层也是完成端口来搞的

http://blog.sina.com.cn/s/blog_494305f30100sb2n.html

并且C# 除了BeginXXX 类型的接口外，还有更高效的  XXXAsync 接口，见下方链接

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/network-programming/socket-performance-enhancements-in-version-3-5