在 UDP 服务器中重用流

Question

我正在编写一个UDP服务器，并希望减少每个传入和传出数据报数据包发生的分配数量。我想做的一件事是重用我分配的流来读取和写入数据报数据包。

我有这种方法，它在接收数据包时使用BinaryReader实例将缓冲区读取到实例对象上。

// Simplified version of the receive data method.
private void ReceiveClientData(IAsyncResult result)
{
    int receivedData = socket.EndReceiveFrom(result, ref endPoint);
    if (receivedData == 0)
    {
        this.ListenForData(socket);
        return;
    }
    // Read the header in from the buffer first so we know what kind of message and how to route.
    this.binaryReader.BaseStream.SetLength(receivedData);
    this.binaryReader.BaseStream.Seek (0, SeekOrigin.Begin);
    // Can't reset the MemoryStream buffer to the new packet buffer.
    // How does this get consumed by the stream without allocating a new MemoryStream(buffer)?
    byte[] buffer = (byte[])result.AsyncState;
    // Deserialize the bytes into the header and datagram.
    IClientHeader header = new ClientHeader();
    header.GetMessageFromBytes(this.binaryReader);
    IClientDatagram datagram = this.datagramFactory.CreateDatagramFromClientHeader(header);
    datagram.GetMessageFromBytes(this.binaryReader);
    this.ListenForData(socket);
}

在提供 I Seek 返回到流的开头时，重复使用相同的BinaryReader和基础MemoryStream是否安全？在进行一些读取后，套接字似乎不会同时读取或写入数据包，这需要我每次调用使用Stream来EndReceiveFrom。听起来确实可以并发执行每个操作，例如读取 + 写入，但不能并发读取或并发写入。正因为如此，我认为我可以重复使用阅读器，但我不确定我是否可以。为此，我必须为MemoryStream提供一个新的缓冲区来读取。您可以这样做还是需要为从套接字接收的每个新数据包创建一个新MemoryBuffer？

我想采用相同的方法将数据包发送回客户端。为了做到这一点，我尝试将MemoryStream的长度设置为 0 并寻找回到开头。这似乎不会清除缓冲区，如此处的另一个答案中所述。我仍然在下面的t中看到旧的缓冲区数据。

public void SendMessage(IServerDatagram message)
{
    this.binaryStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
    this.binaryStream.SetLength (0);
    // Contains old buffer data.
    var t = this.binaryStream.GetBuffer ();
    message.Serialize (this.binaryWriter);
    // Contains a mixture of new bytes + old bytes.
    byte[] data = this.binaryStream.GetBuffer();
    this.binaryWriter.Flush ();
    // Send the datagram packet.
    this.udpServerSocket.SendTo(data, this.connectedClients.FirstOrDefault().Key);
}

我事先不知道缓冲区需要多大，所以我无法SetLength到新缓冲区的大小。有没有其他方法可以重复使用 Stream，而不必为每条消息实例一个新流？如果我每秒发送数千条消息，可能会导致一些内存压力，不是吗？

Answer 1

我在使用流、阅读器和网络内容时遇到了相关问题 - 并选择采取一种不同的方法。我研究了BinaryReader、BinaryWriter和BitConverter实现，并编写了扩展方法，直接在底层 byte[] 缓冲区上读取和写入数据。温和的PITA，但我不再有流和读者或作家。

例如，这里有一个 int 写入扩展方法：

[System.Security.SecuritySafeCritical]
public unsafe static int Write( this byte[ ] array, int value, int offset = 0 )
{
  if ( offset + sizeof( int ) > array.Length ) throw new IndexOutOfRangeException( );
  fixed ( byte* b = array )
  {
    *( ( int* ) ( b + offset ) ) = value;
  }
  return sizeof( int );
}

返回

可能看起来很愚蠢，但所有扩展方法都返回我"移动"到字节数组中的字节数......这样我就可以始终如一地知道我在哪里;伪流，如果你愿意的话。此外，编写代码并不总是知道它在写什么。每个简单类型都有相同的覆盖，一个用于字符串，一个用于 byte[]。

我更关心的是客户端，我的操作环境更加受限......并且我维护一个长期存在的读取缓冲区。UdpClient.Receive方法每次读取都会生成新的字节数组，这简直要了我的命。GC疯了...当然，这对UDP流媒体非常具有破坏性：-）因此，我找到了Receive和ReceiveAsync实现，并发现我可以控制底层袜子需要喂食的内容，并再次制作了自己的RecieveBroadcastToBuffer扩展方法：

const int MaxUdpSize = 0x0000ffff;
const int AnyPort = 0;
static EndPoint anyV4Endpoint = new IPEndPoint( IPAddress.Any, AnyPort );
static EndPoint anyV6Endpoint = new IPEndPoint( IPAddress.IPv6Any, AnyPort );
/// <summary>Receives a UDP datagram into the specified buffer at the specified offset</summary>
/// <returns>The length of the received data</returns>
public static int ReceiveBroadcastToBuffer( this UdpClient client, byte[ ] buffer, int offset = 0 )
{
  int received;
  var socket = client.Client;
  if ( socket.AddressFamily == AddressFamily.InterNetwork )
  {
    received = socket.ReceiveFrom( buffer, offset, MaxUdpSize, SocketFlags.None, ref anyV4Endpoint );
  }
  else
  {
    received = socket.ReceiveFrom( buffer, offset, MaxUdpSize, SocketFlags.None, ref anyV6Endpoint );
  }
  return received;
}

这几乎正是UdpClient.Receive所做的......除了我管理缓冲区。我发现UdpClient使用单个缓冲区进行读取，而我只是在发送端使用普通的Socket。