- Unity3D网络游戏实战（第2版）
- 罗培羽
- 1594字
- 2023-07-20 18:18:04
2.5 状态检测Poll
使用异步程序，我们已经能够开发一套聊天程序。除了异步，有没有其他技术可以改善聊天室呢？
2.5.1 什么是Poll
比起异步程序，同步程序更简单明了，而且不会引发线程问题。智慧的人们经过多年辛勤钻研，终于在某一天灵光一闪，想到一个处理阻塞问题的绝佳方法，那就是：
if(socket有可读数据){
socket.Receive()
}
if(socket缓冲区可写){
socket.Send()
}
if(socket发生程序){
错误处理
}
只要在阻塞方法前加上一层判断，有数据可读才调用Receive，有数据可写才调用Send，那不就既能够实现功能，又不会卡住程序了么？可能有人会在心里感叹，这样的好方法我怎么就没有想到呢？
微软当然很早就想到了这个解决方法，于是给Socket类提供了Poll方法，它的原型如下：
public bool Poll (
int microSeconds,
SelectMode mode
)
表2-5对Poll的参数进行了说明。
表2-5 Poll的参数说明
Poll方法将会检查Socket的状态。如果指定mode参数为SelectMode.SelectRead，则可确定Socket是否为可读；指定参数为SelectMode.SelectWrite，可确定Socket是否为可写；指定参数为SelectMode.SelectError，可以检测错误条件。Poll将在指定的时段（以微秒为单位）内阻止执行，如果希望无限期地等待响应，可将microSeconds设置为一个负整数；如果希望不阻塞，可将microSeconds设置为0。
2.5.2 Poll客户端
卡住客户端的最大“罪犯”就是阻塞Receive方法，如果能在Update里面不停地判断有没有数据可读，如果有数据可读才调用Receive，那不就解决问题了么？代码如下：
//省略各种using
public class Echo : MonoBehaviour {
//定义套接字
Socket socket;
//UGUI
public InputField InputFeld;
public Text text;
//点击连接按钮
public void Connection()
{
//Socket
socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//Connect
socket.Connect("127.0.0.1", 8888);
}
//点击发送按钮
public void Send(){……//略}
public void Update(){
if(socket == null) {
return;
}
if(socket.Poll(0, SelectMode.SelectRead)){
byte[] readBuff = new byte[1024];
int count = socket.Receive(readBuff);
string recvStr =
System.Text.Encoding.Default.GetString(readBuff, 0, count);
text.text = recvStr;
}
}
}
上述代码调用了socket.Poll，设置为不阻塞模式（microSeconds为0）。比起异步程序，这段代码可谓简洁。程序只处理阻塞Receive，阻塞Send就由读者自己实现吧（也是因为涉及后面的缓冲区章节的内容，所以就留到后面再讲解）。
2.5.3 Poll服务端
服务端可以不断检测监听Socket和各个客户端Socket的状态，如果收到消息，则分别处理，流程如下所示。
初始化listenfd
初始化clients列表
while(true){
if(listenfd可读) Accept;
for(遍历clients列表){
if(这个客户端可读) 消息处理；
}
}
服务端使用主循环结构while(true){……}，不断重复做两件事情：
1）判断监听Socket是否可读，如果监听Socket可读，意味着有客户端连接上来，调用Accept回应客户端，以及把客户端Socket加入客户端信息列表。
2）如果某一个客户端Socket可读，处理它的消息（在聊天室中，服务端把消息广播给各个客户端）。
服务端代码如下：
class MainClass
{
//监听Socket
static Socket listenfd;
//客户端Socket及状态信息
static Dictionary<Socket, ClientState> clients =
new Dictionary<Socket, ClientState>();
public static void Main (string[] args)
{
//Socket
listenfd = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
//Bind
IPAddress ipAdr = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
IPEndPoint ipEp = new IPEndPoint(ipAdr, 8888);
listenfd.Bind(ipEp);
//Listen
listenfd.Listen(0);
Console.WriteLine("[服务器]启动成功");
//主循环
while(true){
//检查listenfd
if(listenfd.Poll(0, SelectMode.SelectRead)){
ReadListenfd(listenfd);
}
//检查clientfd
foreach (ClientState s in clients.Values){
Socket clientfd = s.socket;
if(clientfd.Poll(0, SelectMode.SelectRead)){
if(! ReadClientfd(clientfd)){
break;
}
}
}
//防止CPU占用过高
System.Threading.Thread.Sleep(1);
}
}
}
这段代码有三个注意点。
其一是在主循环最后调用了System.Threading.Thread.Sleep(1)，让程序挂起1毫秒，这样做的目的是避免死循环，让CPU有个短暂的喘息时间。
其二是ReadClientfd会返回true或false，返回false表示该客户端断开（收到长度为0的数据）。由于客户端断开后，ReadClientfd会删除clients列表中对应的客户端信息，导致clients列表改变，而ReadClientfd又是在foreach（ClientState s in clients.Values）的循环中被调用的，clients列表变化会导致遍历失败，因此程序在检测到客户端关闭后将退出foreach循环。
其三是将Poll的超时时间设置为0，程序不会有任何等待。如果设置较长的超时时间，服务端将无法及时处理多个客户端同时连接的情况。当然，这样设置也会导致程序的CPU占用率很高。
下面来看看ReadListenfd和ReadClientfd两个方法的实现。
ReadListenfd代码如下。它和异步服务端中AcceptCallback很相似，用于应答（Accept）客户端，添加客户端信息（ClientState）。
//读取Listenfd
public static void ReadListenfd(Socket listenfd){
Console.WriteLine("Accept");
Socket clientfd = listenfd.Accept();
ClientState state = new ClientState();
state.socket = clientfd;
clients.Add(clientfd, state);
}
ReadClientfd代码如下。它和异步服务端中的ReceiveCallback很相似，用于接收客户端消息，并广播给所有的客户端。
//读取Clientfd
public static bool ReadClientfd(Socket clientfd){
ClientState state = clients[clientfd];
//接收
int count = 0;
try{
count = clientfd.Receive(state.readBuff);
}catch(SocketException ex){
clientfd.Close();
clients.Remove(clientfd);
Console.WriteLine("Receive SocketException " + ex.ToString());
return false;
}
//客户端关闭
if(count == 0){
clientfd.Close();
clients.Remove(clientfd);
Console.WriteLine("Socket Close");
return false;
}
//广播
string recvStr =
System.Text.Encoding.Default.GetString(state.readBuff, 0, count);
Console.WriteLine("Receive" + recvStr);
string sendStr = clientfd.RemoteEndPoint.ToString() + ":" + recvStr;
byte[] sendBytes = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(sendStr);
foreach (ClientState cs in clients.Values){
cs.socket.Send(sendBytes);
}
return true;
}
尽管逻辑清晰，但Poll服务端的弊端也很明显，若没有收到客户端数据，服务端也一直在循环，浪费了CPU。Poll客户端也是同理，没有数据的时候还总在Update中检测数据，同样是一种浪费。从性能角度考虑，还有不小的改进空间。