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HP-Socket是一套通用的高性能TCP/UDP/HTTP 通信框架,包含服务端组件、客户端组件和Agent组件,广泛适用于各种不同应用场景的TCP/UDP/HTTP通信系统,提供C/C++、C#、Delphi、E(易语言)、Java、Python等编程语言接口。HP-Socket对通信层完全封装,应用程序不必关注通信层的任何细节;HP-Socket提供基于事件通知模型的API接口,能非常简单高效地整合到新旧应用程序中。
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高性能 TCP & UDP 通信框架
—— HP-Socket v3.4-20160325
Bruce Liang
1
前 言
HP-Socket 是一套通用的高性能 TCP/UDP 通信框架,包含服务端组件、客
户端组件和 Agent 组件,广泛适用于各种不同应用场景的 TCP/UDP 通信系统,
提供 C/C++、C#、Delphi、E(易语言)、Java、Python 等编程语言接口。HP-Socket
对通信层完全封装,应用程序不必关注通信层的任何细节;HP-Socket 提供基于
事件通知模型的 API 接口,能非常简单高效地整合到新旧应用程序中。
为了让使用者能方便快速地学习和使用 HP-Socket,迅速掌握框架的设计思
想和使用方法,特此精心制作了大量 Demo 示例(如:PUSH 模型示例、PULL
模型示例、PACK 模型示例、性能测试示例以及其它编程语言示例)。HP-Socket
目前运行在 Windows 平台,将来会实现跨平台支持。
通用性
HP-Socket 的唯一职责就是接收和发送字节流,不参与应用程序的协议解析等工作。
HP-Socket 与应用程序通过接口进行交互,并完全解耦。任何应用只要实现了
HP-Socket 的接口规范都可以无缝整合 HP-Socket。
易用性
易用性对所有通用框架都是至关重要的,如果太难用还不如自己重头写一个来得方
便。因此,HP-Socket 的接口设计得非常简单和统一。
HP-Socket 完全封装了所有底层通信细节,应用程序不必也不能干预底层通信操作。
通信连接被抽象为 Connection ID,Connection ID 作为连接的唯一标识提供给应用
程序来处理不同的连接。
HP-Socket 提供 PUSH / PULL / PACK 等接收模型,应用程序可以灵活选择以手工
方式、半自动方式或全自动方式处理封解包,PULL / PACK 接收模型在降低封解包
处理复杂度的同时能大大减少出错几率。
高性能
Client 组件:基于 Event Select 通信模型,在单独线程中执行通信操作,避免与主
线程或其他线程相互干扰。每个组件对象管理一个 Socket 连接。
Server 组件:基于 IOCP 通信模型,并结合缓存池、私有堆(Private Heap)等技术,
支持超大规模连接,在高并发场景下实现高效内存管理。
Agent 组件:对于代理服务器或中转服务器等应用场景,服务器自身也作为客户端
向其它服务器发起大规模连接,一个 Agent 组件对象同时可管理多个 Socket 连接;
Agent 组件与 Server 组件采用相同的技术架构,可以用作代理服务器或中转服务器
的客户端部件。
伸缩性
应用程序可以根据不同的容量要求、通信规模和资源状况等现实场景调整 HP-Socket 的
各项性能参数(如:工作线程的数量、缓存池的大小、发送模式和接收模式等),优化资源
配置,在满足应用需求的同时不必过度浪费资源。
2
目 录
前 言................................................................................................................................................. 1
1 概 述 ......................................................................................................................................... 3
1.1 整体架构 ................................................................................................................... 3
1.2 组件分类 ................................................................................................................... 5
1.3 组件接口 ................................................................................................................... 6
1.4 监听器接口 ............................................................................................................... 8
2 框架详述 ................................................................................................................................. 11
2.1 关键概念 ................................................................................................................. 11
2.1.1 接收模型 ......................................................................................................... 11
2.1.2 发送策略 ......................................................................................................... 14
2.1.3 接收策略 ......................................................................................................... 14
2.1.4 连接方式 ......................................................................................................... 15
2.1.5 连接绑定 ......................................................................................................... 16
2.2 Server 组件 ............................................................................................................. 19
2.2.1 接口描述 ......................................................................................................... 19
2.2.2 工作流程 ......................................................................................................... 22
2.3 Agent 组件 .............................................................................................................. 24
2.3.1 接口描述 ......................................................................................................... 24
2.3.2 工作流程 ......................................................................................................... 27
2.4 Client 组件 .............................................................................................................. 28
2.4.1 接口描述 ......................................................................................................... 28
2.4.2 工作流程 ......................................................................................................... 31
3 使用方式 ................................................................................................................................. 33
3.1 源代码 ..................................................................................................................... 33
3.2 HPSocket DLL ........................................................................................................ 33
3.3 HPSocket4C DLL ................................................................................................... 34
3.4 其它编程语言使用 HPSocket ................................................................................ 34
4 附 录 ....................................................................................................................................... 35
4.1 示例 Demo .............................................................................................................. 35
4.2 FAQ ......................................................................................................................... 36
3
1 概 述
1.1 整体架构
HP-Socket 完全封装了底层通信细节,并为应用程序提供一套简单易用的并且与底层通
信完全无关的 API 接口,使应用程序获得高性能、高伸缩性通信的同时,免除处理通信细
节的负担。HP-Socket 的 API 接口模型如图 1.1-1 所示:
图 1.1-1 HP-Socket API 接口模型
HP-Socket 定义了组件接口(如:ITcpServer / IUdpClient)、 组件实现类(如:CTcpServer
/ CUdpClient)和监听器接口(如:ITcpServerListener / IUdpClientListener),其中:
组件接口:声明组件操作方法,应用程序创建组件对象后通过该接口来使用组件
组件实现类:实现组件接口,执行实际通信处理工作,并向监听器报告通信事件
监听器接口:声明组件的通信事件回调方法
每个组件对象都会关联一个监听器对象(监听器对象的实现类由应用程序定义),当组
件对象触发一个通信事件时会调用监听器对象相应的回调方法,应用程序在回调方法中处理
应用业务逻辑。图 1.1-2 以 TCP Agent 为例展示了组件与应用程序的交互:
应用程序首先创建监听器对象和 TCP Agent 对象,创建 TCP Agent 对象时传入监听器对
象,把 TCP Agent 对象与监听器对象关联起来。TCP Agent 对象创建完毕后,应用程序调用
TCP Agent 接口方法操作 TCP Agent 对象(如:Start / Connect / Send / Stop 等)。当 TCP Agent
对象触发通信事件时,会调用监听器对象的回调方法(如:OnConnect / OnSend / OnReceive
/ Onclose 等)通知应用程序。
注意:监听器对象的异步回调方法是在组件的通信线程中执行的,因此回调方法不应
执行耗时较长的业务逻辑代码,同时要注意多线程同步问题,也应尽量避免使用锁。
HP-Socekt
通过设置“接收策略”和“
Connection Extra
”能协助应用程序巧妙地避免
多线程同步和锁导致的复杂性和性能问题。
HP-Socket
Component Interface
Listener Interface
Component Implement Class
1
My Application
Listener Implement Class
Logic Controller
4
图 1.1-2 TCP Agent 与应用程序交互示例
My Logic Controller My TCP Agent Listener TCP Agent
ITcpAgentListener := new()
<<create>>
listener
Create Agent & Listener
Start Agent
Connect Operation
Send Operation
OnPrepareConnect Callback
OnConnect Callback
OnSend Callback
OnReceive Callback
OnClose Callback
Stop Operation
OnShutdown Callback
ITcpAgent := new(listener)
<<create>>
agent
Start()
Connect(address, port)
OnPrepareConnect(connid)
OnConnect(connid)
Send(connid, data, length)
OnSend(connid, data, length)
OnReceive(connid, data, length)
OnClose(connid, operation, code)
Stop()
OnShutdown()
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yuanlai_
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