ESFramework介绍之（16）―― Tcp数据自动发送器ITcpAutoSender

2021-12-20 00:18:48

    我们已经积累了这样的经验：如果有一个大块的数据需要通过Tcp发送，我们会采用异步的方式以避免当前工作线程阻塞。那么，如果我们有多个线程需要同时发送大块的数据了？每个线程都在NetworkStream或Socket上提交异步发送数据的请求会导致数据发送的混乱（多个线程同时在一个Socket上进行写操作），所以，我引入了前面介绍的线程安全的网络流。在引入这个类后，似乎日子已经很好过了，但是新的功能要求使得我需要寻找另外的解决方案。
    考虑一下这个情景：我们的即时通信软件AgileIM在和好友进行视频聊天的同时，还要传递文字信息、音频数据、重要文件数据、控制命令等。而需要被传送的这些信息是有优先级顺序的，比如，控制命令的优先级最高，文件数据的优先级较低，而视频数据/音频数据在网络特别繁忙的时候是可以丢弃的。为了管理这些优先级，仅仅依靠ISafeNetworkStream已经不能满足我们的要求，我们需要另外一个组件来为我们解决这个问题，ESFramework提供的ITcpAutoSender组件正是为此目的的。

    我们知道，在多线程的环境中对像Socket这样临界资源的访问必须保证线程安全，从另外一个角度来看，可以这么说，对某个临界资源的访问必须是同步的或者说必须是“仿单线程”的。 ITcpAutoSender就利用了这一“仿单线程”特性使的问题简单化。我们来看看这个组件究竟是如何工作的？
    我们的应用程序中的各个线程当有数据需要发送时，就将数据提交ITcpAutoSender，提交时必须指定该数据的优先级。ITcpAutoSender组件会根据指定的优先级将该数据放入到对应的队列中，请注意，将要发送的数据提交给ITcpAutoSender必须是线程安全的，这点已经由ITcpAutoSender组件保证，使用者不用关心。

    ITcpAutoSender内部有一个循环线程，每次从高优先级的队列中选取一个数据包进行发送，当高优先级队列为空时，再去发送次高优先级队列中的数据。每当一个数据包发送完毕，就再从高优先级的队列开始检查，如此反复。
    从上面的描述已经可以看出，ITcpAutoSender组件仅仅是在一个线程中发送数据，所以ITcpAutoSender组件不需要再借助ISafeNetworkStream组件，而是直接使用NetworkStream就可以了。那么是不是ESFramework就不需要提供ISafeNetworkStream组件了？不是。在ESFramework框架中，ISafeNetworkStream组件主要用于服务端，因为通常情况下，服务端主动发送数据给客户端的几率比较小，而且服务端要管理成千上万的连接，所以使用ISafeNetworkStream组件是非常合适的。而ITcpAutoSender组件最常用于客户端，为客户端应用提供发送的数据的优先级机制。如果对你的应用中的客户端来说，所有的数据的优先级是一样的，那么就没有必要使用ITcpAutoSender组件了，直接使用ISafeNetworkStream就可以了。

    在ESFramework框架中，将数据的优先级分为4等，如下枚举定义所示：

1     public enum DataPriority
2     {
3         High ,//紧急命令
4         Common ,//如普通消息，如聊天消息
5         Low ,//如文件传输
6         CanBeDiscarded //如视频数据、音频数据
7     }

对于每个优先级，ITcpAutoSender组件的实现中都有一个对应的队列，每个队列都设置了初始大小。对于前三个优先级队列，当它们Full的时候，应用中的线程再提交数据就必须阻塞等待。而对于最低优先级CanBeDiscarded的队列，如果Full的时候有数据提交过来，则会删除队列头部的待发送数据。下面给出ITcpAutoSender组件的接口定义：

1     public interface ITcpAutoSender :IDisposable
2     {
3         void Initialize() ;
4         void SendData(byte[] data, DataPriority dataPriority);
5         void ClearQueue(DataPriority queueType) ;
6         event CbDataDiscarded DataDiscarded;
7         event CbDataLacked    DataLacked;
8         event CbSimple        ConnectionInterrupted ;
9
10         int QueueSizeOfDiscarded { get; set;}
11         int QueueSizeOfNonDiscarded { get; set;}
12         NetworkStream NetworkStream { set;}
13     }
14
15     public delegate void CbDataDiscarded(byte[] data) ;
16     public delegate void CbDataLacked() ;

    注意，这个接口中发布DataDiscarded事件和DataLacked事件，当网络繁忙有数据被抛弃时，DataDiscarded事件被触发；当所有的待发送队列都为空时，DataLacked事件被触发。我们的应用可以预定这两个事件来作些适当的调度。比如在AgileIM中，当DataDiscarded事件发生时，就适当减少视频捕获的帧率；当DataLacked事件发生时，就适当增大视频捕获的帧率，以达到更好的视频会话效果。

    最后，说一下，很多朋友想得到ESFramework的源代码，这要等到ESFramework开源以后，相信这不是很久远的事情了。这里，我把ESFramework.dll提供给大家下载适用，当然你也可以用反射工具看看其中的构造。如果你想在你的项目中使用ESFramework，我将非常乐意回答你遇到的各种问题，你可以通过AgileSoft@163.com联系我。
    谢谢关注！

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