高性能 TCP & UDP 通信框架 HP-Socket v3.2.3 正式发布

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2014-08-18 13:03 by 资深记者 guaishou 评论(0) 有12425人浏览

HP-Socket Socket TCP通信高性能socket HPSocket

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　　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 对通信层实现完全封装，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、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。

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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。

高性能

　　HP-Socket 作为底层的通用框架，性能是关键指标，绝对不能成为系统的瓶颈。HP-Socket 在设计上充分考虑性能、使用场景、复杂性和易用性等因素，作出以下几点设计决策：

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

　　应用程序能够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。

　　 (项目主页：点击这里，下载地址：点击这里)

*** v3.2.3更新 ***

> common-src 优化：

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优化通信组件的同步机制
整体性能提升约 10%

> 升级说明：

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使用 HP-Socket v3.2.2 及以前版本的应用程序可以安全升级到 HP-Socket v3.2.3

*** v3.2.2 更新 ***

> 增加若干帮助方法：

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批量发送方法 SendPackets()

1) IClient/IServer/IAgent 增加方法 SendPackets(dwConnID, pBuffers[], iBufferCount)
2) 对于 TCP 组件 - 顺序发送所有数据包
3) 对于 UDP 组件 - 把所有数据包组合成一个数据包发送（总长度不能大于 UDP 包最大长度）

小文件发送方法 SendSmallFile()

1) ITcpClient/ITcpServer/ITcpAgent 增加方法 SendSmallFile(lpszFileName, pHead, pTail)
2) 通过 pHead 和 pTail 参数，可以分别在文件数据的头部和尾部加入自定义数据
3) SendSmallFile() 只能发送 4096 KB 以内大小的文件

HPSocket.dll 和 HPSocket4C.dll 增加以下导出方法

1) SYS_WSAGetLastError()：调用系统的 WSAGetLastError()
2) SYS_SetSocketOption()：调用系统的 setsockopt()
3) SYS_GetSocketOption()：调用系统的 getsockopt()
4) SYS_IoctlSocket()	：调用系统的 ioctlsocket()
5) SYS_WSAIoctl()	：调用系统的 WSAIoctl()

> 升级说明：

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使用 HP-Socket v3.2.1 及以前版本的应用程序可以安全升级到 HP-Socket v3.2.2

*** v3.2.1 更新 ***

> 增加 TcpAgent / TcpPullAgent 通信组件：

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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
TcpClient / TcpPullClient 基于 Event Select 通信模型，每个组件对象管理一个 Socket，并开启一个线程，不适合上述应用场景
TcpAgent / TcpPullAgent 基于 IOCP 通信模型，一个组件对象管理多个 Socket，适合用作代理服务器或中转服务器的客户端通信组件

TcpAgent / TcpPullAgent 的使用方式依然简单，提供以下接口方法：

/* 1) 通知接口方法 */
OnPrepareConnect(CONNID dwConnID, SOCKET socket)
OnConnect(CONNID dwConnID)
OnSend(CONNID dwConnID, const BYTE* pData, int iLength)
OnReceive(CONNID dwConnID, const BYTE* pData, int iLength)	//（Push 模型）
OnReceive(CONNID dwConnID, int iLength)				//（Pull 模型）
OnClose(CONNID dwConnID)
OnError(CONNID dwConnID, EnSocketOperation enOperation, int iErrorCode)
OnAgentShutdown()

/* 2) 主要操作方法 */
Start(LPCTSTR pszBindAddress = nullptr, BOOL bAsyncConnect = TRUE)
Stop()
Connect(LPCTSTR pszRemoteAddress, USHORT usPort, CONNID* pdwConnID = nullptr)
Send(CONNID dwConnID, const BYTE* pBuffer, int iLength)
Disconnect(CONNID dwConnID, BOOL bForce = TRUE)
Fetch(CONNID dwConnID, BYTE* pData, int iLength)	//（Pull 模型）

增加 TcpAgent / TcpPullAgent 使用示例：Agent-PFM / Agent-Pull / Agent-4C
增加 TcpAgent + TcpServer 实现的 HTTP 代理服务器示例：HttpProxy

> 增加 HPSocket for Java SDK：

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提供 Java 开发包：hpsocket-3.2.1.jar（通过 JNA 实现，目前只支持 Windows 平台）
运行环境：JDK 1.6+，JVM 运行在 server 模式（"java -server"，在 client 模式下性能受影响）
MBCS 和 Unicode 版本分布位于包 org.jessma.hpsocket.mbcs 和 org.jessma.hpsocket.unicode

HPSocket for Java SDK 提供以下通信组件：

1) TcpServer：TCP 通信服务端组件，支持 PUSH/PULL 模型
2) TcpClient：TCP 通信客户端组件，支持 PUSH/PULL 模型
3) TcpAgent ：TCP 通信 Agent 组件，支持 PUSH/PULL 模型
4) UdpServer：UDP 通信服务端组件，支持 PUSH 模型
5) UdpClient：UDP 通信客户端组件，支持 PUSH 模型

HPSocket4J 的使用方法（以 TcpAgent 为例）：

/* 0: 应用程序加入 hpsocket-3.2.1.jar 和 jna-4.1.0.jar */

/* 1: 创建通信组件对象 */
TcpAgent agent = TcpAgent.create(Mode.PUSH);

/* 2: 设置回调函数对象 */
// （可选）
agent.setCallBackOnPrepareConnect(new OnPrepareConnectImpl());
// （可选）
agent.setCallBackOnConnect(new OnConnectImpl());
// （必须）PUSH 模型需要设置 OnReceive 回调函数对象
agent.setCallBackOnReceive(new OnReceiveImpl());
// （必须）PULL 模型需要设置 OnPullReceive 回调函数对象
// agent.setCallBackOnPullReceive(new OnPullReceiveImpl());
// （可选）
agent.setCallBackOnSend(new OnSendImpl());
// （必须）
agent.setCallBackOnClose(new OnCloseImpl());
// （必须）
agent.setCallBackOnError(new OnErrorImpl());
// （可选）
agent.setCallBackOnAgentShutdown(new OnAgentShutdownImpl());

/* 3：启动通信组件 */
agent.start("127.0.0.1", false);

/* 4：连接服务器 */
agent.connect("localhost", (short)5555, pdwConnID);

/* 5：处理通信数据 */
// 响应 OnReceive / OnPullReceive 事件接收数据
// 使用 agent.send(dwConnID, data, data.length) 发送数据

/* 6：关闭通信组件 */
agent.stop();

/* 7：销毁通信组件 */
TcpAgent.destroy(agent);

增加示例工程 TestEcho-4J，展示 HPSocket4J 的使用方法（包括 PULL 模型示例和性能测试示例）

> 优化数据收发策略：

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Server 和 Agent 组件提供以下三种数据发送策略

1）PACK - 打包模式（默认）：尽量把多个发送操作的数据组合在一起，增加传输效率
2）SAFE - 安全模式	  ：尽量把多个发送操作的数据组合在一起，控制传输速度，避免缓冲区溢出
3）DIRECT - 直接模式	  ：对每一个发送操作都直接投递，适用于负载不高但要求实时性较高的场合

Server 和 Agent 组件提供以下两种数据接收策略

1）SERIAL - 串行模式（默认）：顺序触发同一连接的 OnReceive 和 OnClose/OnError 事件
2）PARALLEL - 并行模式：在不同的通信线程中同时触发同一连接的 OnReceive 和 OnClose/OnError 事件

*** v3.1.3 更新 ***

> 增加其它语言 Demo：

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C#
Delphi
E 语言

> Bug Fix：

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修复 IP 地址判断错误 Bug

1) 客户端连接服务器时，如果服务器 IP 地址满位（12个数字：‘AAA.BBB.CCC.DDD’），IP 地址解析错误
2) 影响组件：所有 TCP/UDP 客户端组件
3) 影响版本：v3.1.2 及之前所有版本

修复域名或主机名的 IP 地址解析错误 Bug

1) 客户端组件通过域名或主机名连接服务器时，可能会解析到错误的 IP 地址
2) 影响组件：所有 TCP/UDP 客户端组件
3) 影响版本：v3.1.2 及之前所有版本

*** v3.1.2 更新 ***

> 修改 Server 组件的 OnClose() / OnError() 事件的触发规则：

-----------------

以前版本的 TCP/UDP Server 组件中，当关闭一个连接时可能会同时触发一个 OnClose() 事件和若干个 OnError() 事件
由于存在上述可能性，所以应用程序需要对 OnClose() / OnError() 的处理事件代码段进行同步
从 v3.1.2 开始，当多个 OnClose() / OnError() 事件同时发生时，组件只会向应用程序通知第一个事件，后续事件则忽略
因此，应用程序在处理 OnClose() / OnError() 事件时不必处理同步，减少了出错的可能和编写同步及检测代码的负担

示例代码

/* 示例代码一：*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
ISocketListener::EnHandleResult CServerDlg::OnClose(CONNID dwConnID)
{
	// 以前版本：有可能存在并发的 OnClose()/OnError()，要把代码放在临界区中并检测返回值

	CCriSecLock locallock(m_csPkgInfo);	// <-- 临界区

	PVOID pInfo = nullptr;
	// <-- 检测返回值
	if(m_Server->GetConnectionExtra(dwConnID, &pInfo) && pInfo != nullptr)
	{
		m_Server->SetConnectionExtra(dwConnID, nullptr);
		delete pInfo;
	}
}

/* 示例代码二：*/
/*----------------------------------------------------------------------------*/
ISocketListener::EnHandleResult CServerDlg::OnClose(CONNID dwConnID)
{
	// v3.1.2 版本：只会接收到一个 OnClose()/OnError() 事件，能安全地移除临界区代码和检测代码

	PVOID pInfo = nullptr;
	m_Server->GetConnectionExtra(dwConnID, &pInfo);
	ASSERT(pInfo != nullptr);

	delete pInfo;
}

*** v3.1.1 更新 ***

> 增加导出纯 C 函数的动态链接库 HPSocket4C.dll：

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增加代码文件 HPSocket4C.h 和 HPSocket4C.cpp，用于创建 HPSocket4C.dll
导出纯 C 函数，让其它语言（如：C/C#/Delphi 等）能方便地使用 HPSocket

HPSocket4C.dll 使用方法

方法一：
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(0) （C/C++ 程序）包含 HPSocket4C.h 头文件
(1) 调用 ::Create_HP_XxxListener() 函数创建监听器对象
(2) 调用 ::Create_HP_Xxx(pListener) 函数创建 HPSocket 对象
(3) 调用 ::HP_Set_FN_Xxx_OnYyy(pListener, ...) 函数设置监听器的回调函数
(4) 调用相关导出函数操作 HPSocket 对象
(5) ...... ......
(6) 调用 ::Destroy_HP_Xxx(pSocket) 函数销毁 HPSocket 对象
(7) 调用 ::Destroy_HP_XxxListener(pListener) 函数销毁监听器对象

方法二：
------------------------------------------------------------------------------
(1) 应用程序把需要用到的导出函数封装到特定语言的包装类中
(2) 通过包装类封装后，以面向对象的方式使用 HPSocket

动态链接库发行版本

(1) x86/HPSocket4C.dll		- (32位/MBCS/Release)
(2) x86/HPSocket4C_D.dll	- (32位/MBCS/DeBug)
(3) x86/HPSocket4C_U.dll	- (32位/UNICODE/Release)
(4) x86/HPSocket4C_UD.dll	- (32位/UNICODE/DeBug)
(5) x64/HPSocket4C.dll		- (64位/MBCS/Release)
(6) x64/HPSocket4C_D.dll	- (64位/MBCS/DeBug)
(7) x64/HPSocket4C_U.dll	- (64位/UNICODE/Release)
(8) x64/HPSocket4C_UD.dll	- (64位/UNICODE/DeBug)

> 全面启用 Buffer Pool 缓存机制：

-----------------

Common/Src 增加代码文件 bufferpool.h 和 bufferpool.cpp，实现 Buffer Pool 缓存机制
通过 Buffer Pool 缓存机制提升内存使用效率，减少动态内存分配和释放操作，避免内存空洞
ICTcpClient 用 CItemPool 和 TItemList 实现发送缓冲区
CUdpClient 用 CItemPool 和 TItemList 实现发送缓冲区
CTcpPullClient 用 CItemPool 和 TItemList 实现发送缓冲区和 PULL 缓冲区
CTcpPullServer 用 CBufferPool 和 TBuffer 实现 PULL 缓冲区

*** v3.0.2 更新 ***

> 把 HP-Socket 编译为动态链接库：

-----------------

应用程序可以通过导入源代码或动态链接库方式使用 HP-Socket

动态链接库使用方法

方法一：
------------------------------------------------------------------------------
(0) 应用程序包含 SocketInterface.h 和 HPSocket.h 头文件
(1) 调用 HP_Create_Xxx() 函数创建 HPSocket 对象
(2) 使用完毕后调用 HP_Destroy_Xxx() 函数销毁 HPSocket 对象

方法二：
------------------------------------------------------------------------------
(0) 应用程序包含 SocketInterface.h 和 HPSocket.h 头文件
(1) 创建 CXxxWrapper 包装器，通过包装器智能指针使用 HPSocket 对象

动态链接库发行版本

(1) x86/HPSocket.dll      - (32位/MBCS/Release)
(2) x86/HPSocket_D.dll    - (32位/MBCS/DeBug)
(3) x86/HPSocket_U.dll    - (32位/UNICODE/Release)
(4) x86/HPSocket_UD.dll   - (32位/UNICODE/DeBug)
(5) x64/HPSocket.dll      - (64位/MBCS/Release)
(6) x64/HPSocket_D.dll    - (64位/MBCS/DeBug)
(7) x64/HPSocket_U.dll    - (64位/UNICODE/Release)
(8) x64/HPSocket_UD.dll   - (64位/UNICODE/DeBug)

*** v3.0.1 更新 ***

> 新增 UDP 通信组件：

-----------------

新增两个 UDP 通信组件：CUdpServer 为服务端组件，CUdpClient 为客户端组件
服务端组件 CUdpServer 采用 IOCP 通信模型
客户端组件 CUdpClient 采用 Event Select 通信模型
UDP 通信组件的接口与原 TCP 通信组件一致，简单实用
UDP 通信组件内置通信线路自动监测机制
新增 UDP 通信组件示例工程 TestEcho-UDP

> 代码重构与优化：

-----------------

规范所有接口、类以及代码文件的命名
重构和优化了大量组件代码
服务端组件加入读写锁机制，有效平衡处理性能与安全性
服务端组件的 Socket 对象缓存列表设置了锁定时间，提高访问的安全性

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