C# 实现Scoket心跳机制的方法
TCP网络长连接
手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。
建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：
第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）
什么是心跳
刚才说到长连接建立连接后，理想状态下是不会断开的，但是由于网络问题，可能导致一方断开后，另一方仍然在发送数据，或者有些客户端长时间不发送消息，服务器还维持这他的客户端不必要的引用，增加了服务器的负荷。因此我们引入了心跳机制。
心跳包之所以叫心跳包是因为：它像心跳一样每隔固定时间发一次，以此来告诉服务器，这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，是没有什么特别规定的，不过一般都是很小的包，或者只包含包头的一个空包。
总的来说，心跳包主要也就是用于长连接的保活和断线处理。一般的应用下，判定时间在30-40秒比较不错。如果实在要求高，那就在6-9秒。
怎么发送心跳？
心跳包的发送，通常有两种技术
方法1：应用层自己实现的心跳包
由应用程序自己发送心跳包来检测连接是否正常，大致的方法是：服务器在一个Timer事件中定时向客户端发送一个短小精悍的数据包，然后启动一个低级别的线程，在该线程中不断检测客户端的回应，如果在一定时间内没有收到客户端的回应，即认为客户端已经掉线；同样，如果客户端在一定时间内没有收到服务器的心跳包，则认为连接不可用。
方法2：TCP的KeepAlive保活机制
因为要考虑到一个服务器通常会连接多个客户端，因此由用户在应用层自己实现心跳包，代码较多且稍显复杂，而利用TCP／IP协议层为内置的KeepAlive功能来实现心跳功能则简单得多。不论是服务端还是客户端，一方开启KeepAlive功能后，就会自动在规定时间内向对方发送心跳包，而另一方在收到心跳包后就会自动回复，以告诉对方我仍然在线。因为开启KeepAlive功能需要消耗额外的宽带和流量，所以TCP协议层默认并不开启KeepAlive功能，尽管这微不足道，但在按流量计费的环境下增加了费用，另一方面，KeepAlive设置不合理时可能会因为短暂的网络波动而断开健康的TCP连接。并且，默认的KeepAlive超时需要7,200，000MilliSeconds，即2小时，探测次数为5次。对于很多服务端应用程序来说，2小时的空闲时间太长。因此，我们需要手工开启KeepAlive功能并设置合理的KeepAlive参数。
心跳检测步骤：
1客户端每隔一个时间间隔发生一个探测包给服务器
2客户端发包时启动一个超时定时器
3服务器端接收到检测包，应该回应一个包
4如果客户机收到服务器的应答包，则说明服务器正常，删除超时定时器
5如果客户端的超时定时器超时，依然没有收到应答包，则说明服务器挂了
C#实现的一个简单的心跳
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Threading;
namespaceConsoleApplication1
{
//客户端离线委托
publicdelegatevoidClientOfflineHandler(ClientInfoclient);
//客户端上线委托
publicdelegatevoidClientOnlineHandler(ClientInfoclient);
publicclassProgram
{
///
///客户端离线提示
///
///
privatestaticvoidClientOffline(ClientInfoclientInfo)
{
Console.WriteLine(String.Format("客户端{0}离线，离线时间：\t{1}",clientInfo.ClientID,clientInfo.LastHeartbeatTime));
}
///
///客户端上线提示
///
///
privatestaticvoidClientOnline(ClientInfoclientInfo)
{
Console.WriteLine(String.Format("客户端{0}上线，上线时间：\t{1}",clientInfo.ClientID,clientInfo.LastHeartbeatTime));
}
staticvoidMain()
{
//服务端
Serverserver=newServer();
//服务端离线事件
server.OnClientOffline+=ClientOffline;
//服务器上线事件
server.OnClientOnline+=ClientOnline;
//开启服务器
server.Start();
//模拟100个客户端
DictionarydicClient=newDictionary();
for(Int32i=0;i<100;i++)
{
//这里传入server只是为了方便而已
Clientclient=newClient(i+1,server);
dicClient.Add(i+1,client);
//开启客户端
client.Start();
}
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
while(true)
{
Console.WriteLine("请输入要离线的ClientID,输入0则退出程序:");
StringclientID=Console.ReadLine();
if(!String.IsNullOrEmpty(clientID))
{
Int32iClientID=0;
Int32.TryParse(clientID,outiClientID);
if(iClientID>0)
{
Clientclient;
if(dicClient.TryGetValue(iClientID,outclient))
{
//客户端离线
client.Offline=true;
}
}
else
{
return;
}
}
}
}
}
///
///服务端
///
publicclassServer
{
publiceventClientOfflineHandlerOnClientOffline;
publiceventClientOnlineHandlerOnClientOnline;
privateDictionary_DicClient;
///
///构造函数
///
publicServer()
{
_DicClient=newDictionary(100);
}
///
///开启服务端
///
publicvoidStart()
{
//开启扫描离线线程
Threadt=newThread(newThreadStart(ScanOffline));
t.IsBackground=true;
t.Start();
}
///
///扫描离线
///
privatevoidScanOffline()
{
while(true)
{
//一秒扫描一次
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
lock(_DicClient)
{
foreach(Int32clientIDin_DicClient.Keys)
{
ClientInfoclientInfo=_DicClient[clientID];
//如果已经离线则不用管
if(!clientInfo.State)
{
continue;
}
//判断最后心跳时间是否大于3秒
TimeSpansp=System.DateTime.Now-clientInfo.LastHeartbeatTime;
if(sp.Seconds>=3)
{
//离线，触发离线事件
if(OnClientOffline!=null)
{
OnClientOffline(clientInfo);
}
//修改状态
clientInfo.State=false;
}
}
}
}
}
///
///接收心跳包
///
///客户端ID
publicvoidReceiveHeartbeat(Int32clientID)
{
lock(_DicClient)
{
ClientInfoclientInfo;
if(_DicClient.TryGetValue(clientID,outclientInfo))
{
//如果客户端已经上线，则更新最后心跳时间
clientInfo.LastHeartbeatTime=System.DateTime.Now;
}
else
{
//客户端不存在，则认为是新上线的
clientInfo=newClientInfo();
clientInfo.ClientID=clientID;
clientInfo.LastHeartbeatTime=System.DateTime.Now;
clientInfo.State=true;
_DicClient.Add(clientID,clientInfo);
//触发上线事件
if(OnClientOnline!=null)
{
OnClientOnline(clientInfo);
}
}
}
}
}
///
///客户端
///
publicclassClient
{
publicServerServer;
publicInt32ClientID;
publicBooleanOffline;
///
///构造函数
///
///
///
publicClient(Int32clientID,Serverserver)
{
ClientID=clientID;
Server=server;
Offline=false;
}
///
///开启客户端
///
publicvoidStart()
{
//开启心跳线程
Threadt=newThread(newThreadStart(Heartbeat));
t.IsBackground=true;
t.Start();
}
///
///向服务器发送心跳包
///
privatevoidHeartbeat()
{
while(!Offline)
{
//向服务端发送心跳包
Server.ReceiveHeartbeat(ClientID);
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
}
}
}
///
///客户端信息
///
publicclassClientInfo
{
//客户端ID
publicInt32ClientID;
//最后心跳时间
publicDateTimeLastHeartbeatTime;
//状态
publicBooleanState;
}
}
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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