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.NET中应用程序内共享UdpClient联机的实现方法

2017年12月12日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

梅陇客栈,相马崇人,黑道王子的校花女友

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在开发与远程设备通讯的系统时，为了提高数据传输的效率，常常会选择udp这个通讯协议来作为数据传输的媒介。而 .net framework中所提供的udpclient对象，可以帮助开发人员依照系统需求开启udp套接字点，快速建立udp联机来提供与远程设备通讯的功能。

 

 

这个系统架构下当增加一个不同种类的远程设备时，必须要提供一个不同的udp套接字点，才能用来提供与不同种类远程设备通讯的功能，在远程设备种类越来越多时，系统所需要的udp套接字点就会依照远程设备种类而增加。

 

 

在远程设备种类越来越多的情景中，为了网络管理考虑会限制系统与远程设备通讯时，必须统一使用同一个udp套接字点来与远程设备通讯，再由封包内容、或是ip地址去判断实际连接的远程设备为何。

复制代码 代码如下:

class program
{
    static void main(string[] args)
    {
        // receiver
        udpclient udpclienta = new udpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));

        udpclient udpclientb = new udpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));
    }
}

依照系统需求开发人员可能写出上列的程序代码，直接建立两个udpclient对象来开启同一个udp套接字点。这段程序代码内容可以通过编译程序的检查，但在按下执行之后，就会在visual studio之中看到socketexception的例外通知，用来告知开发人员同一个套接字点只能被开启一次，使用两个udpclient来开启同一个套接字点是无法执行的。

 

有涉略过design pattern的开发人员，在遇到资源对象只能有一个实体的情景，会想到套用singleton pattern来提供资源对象共享的功能。系统中udpclient对象所开启的udp套接字点，就是属于这种只能由一个对象所开启的资源，这个情景中在udpclient对象上套用singleton pattern看起来会是个不错的选择。

复制代码 代码如下:

class program
{
    // singleton
    private static udpclient _udpclientinstance = null;

    private static udpclient udpclientinstance
    {
        get
        {
            if (_udpclientinstance == null)
            {
                _udpclientinstance = new udpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));
            }
            return _udpclientinstance;
        }
    }

 
    // main
    static void main(string[] args)
    {
        // receiver
        udpclient udpclienta = program.udpclientinstance;

        udpclient udpclientb = program.udpclientinstance;

        // transmiter
        udpclient transmiter = new udpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 9999));

 
        // send
        transmiter.send(new byte[] { 55 }, 1, new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));

 
        // receive
        byte[] packet = null;
        ipendpoint remoteendpoint = new ipendpoint(ipaddress.any, ipendpoint.minport);

        packet = udpclienta.receive(ref remoteendpoint);
        console.writeline(string.format("udpclienta receive:{0}", packet[0]));

        packet = udpclientb.receive(ref remoteendpoint);
        console.writeline(string.format("udpclientb receive:{0}", packet[0]));

        // end
        console.readline();

        // close
        transmiter.close();
        udpclientb.close();
        udpclienta.close();
    }
}

将singleton pattern套用在系统内所使用的udpclient物件上，可以写出上列的程序代码，系统内所使用的udpclient对象都是取用到系统内一个静态存放的共享udpclient对象。这段程序代码内容可以通过编译程序的检查，并且在执行时也不会出现socketexception的例外通知，因为套用singleton pattern让系统内只会开启udp套接字点一次。

 

但进阶一点去思考udpclient对象的封包接收功能，udpclient对象中提供receive方法来等待、接收远程设备传送的数据封包，收到数据封包之后再次执行receive方法会继续等待、接收下一个数据封包。也就是说一个远程设备传送的数据封包，udpclient只能透过receive方法取得一次，在系统内共享同udpclient对象，没有办法共享receive方法所取得的数据封包。

 

观察上列范例的执行结果，可以发现在范例中由transmiter所传送的资料封包，在被udpclienta透过receive方法接收之后，udpclientb无法接收到这个远程传送的数据封包，这也就验证范例中将singleton pattern套用在系统内所使用udpclient上的方式，会发生了无法共享数据封包的问题。

 

 

为了提供系统使用同一个udp套接字点来与远程设备通讯，再由封包内容、或是ip地址去判断实际连接的远程设备为何的功能。笔者设计一个名为mutualudpclient的解决方案，用来在系统内共享udp通讯联机并且共享远程设备传送的数据封包。

 

在mutualudpclient这个解决方案中，套用先前部落格中所发表的singleton pool模式，套用这个模式让系统能够共享udpclient联机，并且在有系统对象使用udpclient联机时就开启共享udp通讯联机，而在所有系统对象都不需要使用udpclient联机才真正去关闭这个共享的udp通讯联机。

。

 

套用singleton pool模式解决了共享udpclient联机的功能，接着在mutualudpclient这个解决方案中，为了共享远程设备传送的数据封包，在udpclient与mutualudpclient之间加入了一个routeudpclient对象。

 

routeudpclient对象是一个主动式的对象，在被建立之后会开启一条独立的线程，不断的接收udpclient所接收到的数据封包，并且将接收到数据封包透过事件的方式通知每个mutualudpclient，经由这样的流程就可以将远程设备所传送的数据封包，在每个mutualudpclient之间共享。

 

而mutualudpclient对象在收到routeudpclient所提供的数据封包时，会先将数据封包暂存在一个队列里，并且在mutualudpclient对象的receive方法被呼叫时，再从队列取出数据封包并且回传给呼叫端，用以将远程设备传送的数据封包提供给呼叫端做后续的处理。经由这样的方式，每个系统中所建立的mutualudpclient对象就可以透过receive方法取得，每个远程设备传送的数据封包。

 

*这边要特别一提的是，mutualudpclient对象不选择事件方式来提供数据封包而采用receive方法来提供，是为了让使用mutualudpclient对象的开发人员，在使用对象的时候，能够得到与使用udpclient一样的开发体验，用以减少开发时的学习时间。

 

 

处理完共享udpclient联机、共享远程设备传送的资料封包之后，还要处理一下传送数据封包到远程设备的功能。在mutualudpclient之中，对于传送数据封包到远程设备并没有特殊需求，所以直接使用udpclient的send功能就可以完成将数据封包传送到远程设备的功能。

复制代码 代码如下:

class program
{
    static void main(string[] args)
    {
        // receiver
        mutualudpclient udpclienta = new mutualudpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));

        mutualudpclient udpclientb = new mutualudpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));

        // transmiter
        udpclient transmiter = new udpclient(new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 9999));

 
        // send
        transmiter.send(new byte[] { 55 }, 1, new ipendpoint(ipaddress.parse("127.0.0.1"), 1234));

 
        // receive
        byte[] packet = null;
        ipendpoint remoteendpoint = new ipendpoint(ipaddress.any, ipendpoint.minport);

        packet = udpclienta.receive(ref remoteendpoint);
        console.writeline(string.format("udpclienta receive:{0}", packet[0]));

        packet = udpclientb.receive(ref remoteendpoint);
        console.writeline(string.format("udpclientb receive:{0}", packet[0]));

        // end
        console.readline();

        // close
        transmiter.close();
        udpclientb.close();
        udpclienta.close();
    }
}

上列程序代码示范如何在系统中使用mutualudpclient对象，在范例中可以看到程序代码中直接建立了两个相同udp端点的mutualudpclient对象，并且可以正常的执行不会出现socketexception的例外通知。而远程设备transmiter所传送的数据封包，在被udpclienta透过receive方法接收之后，udpclientb依然可以透过receive方法接收同一个资料，这也就验证了mutualudpclient对象提供了共享通讯联机、共享数据封包的功能。

 

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