C#中怎么實現Scoket心跳機制

這篇文章給大家介紹C#中怎么實現Scoket心跳機制，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

TCP網絡長連接

手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了TCP/IP協議，可以使手機終端通過無線網絡建立TCP連接。TCP協議可以對上層網絡提供接口，使上層網絡數據的傳輸建立在“無差別”的網絡之上。

建立起一個TCP連接需要經過“三次握手”：第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，并進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。

握手過程中傳送的包里不包含數據，三次握手完畢后，客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求，斷開過程需要經過“四次握手”（過程就不細寫了，就是服務器和客戶端交互，最終確定斷開）

什么是心跳

剛才說到長連接建立連接后，理想狀態下是不會斷開的，但是由于網絡問題，可能導致一方斷開后，另一方仍然在發送數據，或者有些客戶端長時間不發送消息，服務器還維持這他的客戶端不必要的引用，增加了服務器的負荷。因此我們引入了心跳機制。

心跳包之所以叫心跳包是因為：它像心跳一樣每隔固定時間發一次，以此來告訴服務器，這個客戶端還活著。事實上這是為了保持長連接，至于這個包的內容，是沒有什么特別規定的，不過一般都是很小的包，或者只包含包頭的一個空包。

總的來說，心跳包主要也就是用于長連接的保活和斷線處理。一般的應用下，判定時間在30-40秒比較不錯。如果實在要求高，那就在6-9秒。

怎么發送心跳？

心跳包的發送，通常有兩種技術

方法1：應用層自己實現的心跳包

由應用程序自己發送心跳包來檢測連接是否正常，大致的方法是：服務器在一個 Timer事件中定時 向客戶端發送一個短小精悍的數據包，然后啟動一個低級別的線程，在該線程中不斷檢測客戶端的回應， 如果在一定時間內沒有收到客戶端的回應，即認為客戶端已經掉線；同樣，如果客戶端在一定時間內沒 有收到服務器的心跳包，則認為連接不可用。

方法2：TCP的KeepAlive保活機制

因為要考慮到一個服務器通常會連接多個客戶端，因此由用戶在應用層自己實現心跳包，代碼較多 且稍顯復雜，而利用TCP／IP協議層為內置的KeepAlive功能來實現心跳功能則簡單得多。 不論是服務端還是客戶端，一方開啟KeepAlive功能后，就會自動在規定時間內向對方發送心跳包， 而另一方在收到心跳包后就會自動回復，以告訴對方我仍然在線。 因為開啟KeepAlive功能需要消耗額外的寬帶和流量，所以TCP協議層默認并不開啟KeepAlive功 能，盡管這微不足道，但在按流量計費的環境下增加了費用，另一方面，KeepAlive設置不合理時可能會 因為短暫的網絡波動而斷開健康的TCP連接。并且，默認的KeepAlive超時需要7,200，000 MilliSeconds， 即2小時，探測次數為5次。對于很多服務端應用程序來說，2小時的空閑時間太長。因此，我們需要手工開啟KeepAlive功能并設置合理的KeepAlive參數。

心跳檢測步驟：

1客戶端每隔一個時間間隔發生一個探測包給服務器2客戶端發包時啟動一個超時定時器3服務器端接收到檢測包，應該回應一個包4如果客戶機收到服務器的應答包，則說明服務器正常，刪除超時定時器5如果客戶端的超時定時器超時，依然沒有收到應答包，則說明服務器掛了

C#實現的一個簡單的心跳

using System;using System.Collections.Generic;using System.Threading; namespace ConsoleApplication1{  // 客戶端離線委托  public delegate void ClientOfflineHandler(ClientInfo client);   // 客戶端上線委托  public delegate void ClientOnlineHandler(ClientInfo client);   public class Program  {    /// <summary>    /// 客戶端離線提示    /// </summary>    /// <param name="clientInfo"></param>    private static void ClientOffline(ClientInfo clientInfo)    {      Console.WriteLine(String.Format("客戶端{0}離線，離線時間：\t{1}", clientInfo.ClientID, clientInfo.LastHeartbeatTime));    }     /// <summary>    /// 客戶端上線提示    /// </summary>    /// <param name="clientInfo"></param>    private static void ClientOnline(ClientInfo clientInfo)    {      Console.WriteLine(String.Format("客戶端{0}上線，上線時間：\t{1}", clientInfo.ClientID, clientInfo.LastHeartbeatTime));    }     static void Main()    {      // 服務端      Server server = new Server();       // 服務端離線事件      server.OnClientOffline += ClientOffline;       // 服務器上線事件      server.OnClientOnline += ClientOnline;       // 開啟服務器      server.Start();       // 模擬100個客戶端      Dictionary<Int32, Client> dicClient = new Dictionary<Int32, Client>();      for (Int32 i = 0; i < 100; i++)      {        // 這里傳入server只是為了方便而已        Client client = new Client(i + 1, server);        dicClient.Add(i + 1, client);         // 開啟客戶端        client.Start();      }       System.Threading.Thread.Sleep(1000);       while (true)      {        Console.WriteLine("請輸入要離線的ClientID,輸入0則退出程序:");        String clientID = Console.ReadLine();        if (!String.IsNullOrEmpty(clientID))        {          Int32 iClientID = 0;          Int32.TryParse(clientID, out iClientID);          if (iClientID > 0)          {            Client client;            if (dicClient.TryGetValue(iClientID, out client))            {              // 客戶端離線              client.Offline = true;            }          }          else          {            return;          }        }      }    }  }   /// <summary>  /// 服務端  /// </summary>  public class Server  {    public event ClientOfflineHandler OnClientOffline;    public event ClientOnlineHandler OnClientOnline;     private Dictionary<Int32, ClientInfo> _DicClient;     /// <summary>    /// 構造函數    /// </summary>    public Server()    {      _DicClient = new Dictionary<Int32, ClientInfo>(100);          }     /// <summary>    /// 開啟服務端    /// </summary>    public void Start()    {      // 開啟掃描離線線程      Thread t = new Thread(new ThreadStart(ScanOffline));      t.IsBackground = true;      t.Start();    }     /// <summary>    /// 掃描離線    /// </summary>    private void ScanOffline()    {      while (true)      {        // 一秒掃描一次        System.Threading.Thread.Sleep(1000);         lock (_DicClient)        {          foreach (Int32 clientID in _DicClient.Keys)          {            ClientInfo clientInfo = _DicClient[clientID];             // 如果已經離線則不用管            if (!clientInfo.State)            {              continue;            }             // 判斷最后心跳時間是否大于3秒            TimeSpan sp = System.DateTime.Now - clientInfo.LastHeartbeatTime;            if (sp.Seconds >= 3)            {              // 離線，觸發離線事件              if (OnClientOffline != null)              {                OnClientOffline(clientInfo);              }               // 修改狀態              clientInfo.State = false;            }          }        }      }    }     /// <summary>    /// 接收心跳包    /// </summary>    /// <param name="clientID">客戶端ID</param>    public void ReceiveHeartbeat(Int32 clientID)    {      lock (_DicClient)      {        ClientInfo clientInfo;        if (_DicClient.TryGetValue(clientID, out clientInfo))        {          // 如果客戶端已經上線，則更新最后心跳時間          clientInfo.LastHeartbeatTime = System.DateTime.Now;        }        else        {          // 客戶端不存在，則認為是新上線的          clientInfo = new ClientInfo();          clientInfo.ClientID = clientID;          clientInfo.LastHeartbeatTime = System.DateTime.Now;          clientInfo.State = true;           _DicClient.Add(clientID, clientInfo);           // 觸發上線事件          if (OnClientOnline != null)          {            OnClientOnline(clientInfo);          }        }      }    }  }   /// <summary>  /// 客戶端  /// </summary>  public class Client  {    public Server Server;    public Int32 ClientID;    public Boolean Offline;     /// <summary>    /// 構造函數    /// </summary>    /// <param name="clientID"></param>    /// <param name="server"></param>    public Client(Int32 clientID, Server server)    {      ClientID = clientID;      Server = server;      Offline = false;    }     /// <summary>    /// 開啟客戶端    /// </summary>    public void Start()    {      // 開啟心跳線程      Thread t = new Thread(new ThreadStart(Heartbeat));      t.IsBackground = true;      t.Start();    }     /// <summary>    /// 向服務器發送心跳包    /// </summary>    private void Heartbeat()    {      while (!Offline)      {        // 向服務端發送心跳包        Server.ReceiveHeartbeat(ClientID);                 System.Threading.Thread.Sleep(1000);      }    }  }   /// <summary>  /// 客戶端信息  /// </summary>  public class ClientInfo  {    // 客戶端ID    public Int32 ClientID;     // 最后心跳時間    public DateTime LastHeartbeatTime;     // 狀態    public Boolean State;  }}

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