在這里我們將介紹的是通過.NET緩存提高TCP傳輸速度，這也是提高網(wǎng)絡(luò)性能的方法，希望對(duì)大家有所幫助。

.NET提供了一個(gè)NetworkStream 用于TCP 的讀寫，實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)直接操作效率很低，哪怕把TCP 的發(fā)送緩存和接受緩存設(shè)置很大也沒有太大提高。后來在對(duì) NetworkStream 讀寫前設(shè)置了緩存，性能一下子提高了很多。

從實(shí)際測試結(jié)果看設(shè)置自己的寫緩存，對(duì)性能的提升最為顯著。我分析了一下，其原因很可能是在向NetworkStream 序列化對(duì)象時(shí)，序列化程序調(diào)用了大量的Write 方法向NetworkStream寫入數(shù)據(jù)，每次向NetworkStream寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被首先寫入TCP的發(fā)送緩存，并且由調(diào)用線程設(shè)置一個(gè)信號(hào)通知.Net framework 內(nèi)部的TCP線程發(fā)送緩沖區(qū)中已經(jīng)有數(shù)據(jù)，TCP線程被激活并讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，組包并向網(wǎng)卡寫入數(shù)據(jù)。頻繁的調(diào)用 NetworkStream.Write 寫入小塊數(shù)據(jù)將導(dǎo)致調(diào)用線程和TCP線程反復(fù)切換，并大量觸發(fā)網(wǎng)卡中斷，導(dǎo)致發(fā)送效率低下。如果我們?cè)诎l(fā)送前將數(shù)據(jù)緩存并按較大的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給TCP線程，則大大減少線程切換和網(wǎng)卡中斷數(shù)量，從而大大提高傳輸效率。

問題到這里還沒有結(jié)束，我們發(fā)送的對(duì)象往往較大，如果我們將發(fā)送對(duì)象全部序列化到buffer中再發(fā)送，那么勢必占用大量內(nèi)存，實(shí)際上我們無法忍受這種對(duì)內(nèi)存無限制申請(qǐng)的行為，試想一個(gè)1G大小的對(duì)象，我們?cè)诎l(fā)送前為它另外再開辟1個(gè)G的內(nèi)存來緩存，對(duì)于系統(tǒng)來說簡直是無法忍受。由于我們用.net 發(fā)送數(shù)據(jù),我們?cè)诎l(fā)送時(shí)需要將對(duì)象序列化到流中，而不能像 C/C++那樣直接通過指針來讀取數(shù)據(jù)（當(dāng)然你也可以用unsafe代碼，但這種方式會(huì)帶來其他問題，而且并不為大家所推薦），所以我們需要開發(fā)一個(gè)專門用 TCP 發(fā)送緩存的流來處理讀寫前的緩存。為此我開發(fā)了一個(gè) TcpCacheStream 類，這個(gè)類被用在讀寫 NetworkStream 前先進(jìn)行緩存。

調(diào)用方法很簡單

發(fā)送過程  

object msg;  
//初始化 msg 過程省略  
System.Net.Sockets.NetworkStream _ClientStream;  
//初始化 _ClientStream 過程省略  
   
//創(chuàng)建TcpCacheStream   
TcpCacheStream tcpStream = new TcpCacheStream(_ClientStream);  
   
//二進(jìn)制序列化 msg 對(duì)象到 TcpCacheStream   
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();  
formatter.Serialize(tcpStream, msg);  
   
//將緩存中最后一包的數(shù)據(jù)發(fā)送出去  
tcpStream.Flush(); 

接收過程

System.Net.Sockets.NetworkStream _ClientStream;  
//初始化 _ClientStream 過程省略  
   
//創(chuàng)建TcpCacheStream   
TcpCacheStream tcpStream = new TcpCacheStream(_ClientStream);  
   
//從 TcpCacheStream 二進(jìn)制反序列化  
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();  
objcet result = formatter.Deserialize(tcpStream); 

TcpCacheStream 類為調(diào)用者封裝了緩存的過程，這個(gè)緩存過程實(shí)際并不復(fù)雜，發(fā)送時(shí)數(shù)據(jù)先寫入TcpCacheStream的buf中，當(dāng)buf滿后才向NetworkStream 寫入數(shù)據(jù)，否則只緩存。由于最后一包不能保證正好填滿buf，我們?cè)趯懭霐?shù)據(jù)后一定要調(diào)用 Flush 方法，將所有數(shù)據(jù)都發(fā)送出去。接收的過程反過來，如果buf中沒有數(shù)據(jù)，就先將數(shù)據(jù)讀入到buf中，然后再COPY給調(diào)用者，如果已經(jīng)有數(shù)據(jù)則直接COPY給調(diào)用者。

TcpCacheStream 的代碼如下：

[Serializable]  
    public class TcpCacheStream : Stream  
    {  
        #region Private fields  
        const int BUF_SIZE = 4096;  
        private byte[] _Buf = new byte[BUF_SIZE];  
         private MemoryStream _CacheStream = new MemoryStream(BUF_SIZE);  
        private NetworkStream _NetworkStream;  
         private int _BufLen = 0;  
        #endregion  
        #region Private properties  
        private MemoryStream CacheStream  
        {  
            get 
            {  
                return _CacheStream;  
            }  
        }  
   
        #endregion  
       #region Public properties  
        ///   
        /// get or set the Network Stream  
        ///   
        public NetworkStream NetworkStream  
        {  
            get 
            {  
                return _NetworkStream;  
            }  
        }  
        #endregion  
        public TcpCacheStream(NetworkStream networkStream)  
        {  
            _NetworkStream = networkStream;  
        }  
        #region Implement stream class  
        public override bool CanRead  
        {  
            get 
            {  
                return true;  
            }  
        }  
        public override bool CanSeek  
        {  
            get 
            {  
                return false;  
            }  
        }  
   
        public override bool CanWrite  
        {  
            get 
            {  
                return true;  
            }  
        }  
         public override void Flush()  
        {  
            NetworkStream.Write(_Buf, 0, _BufLen);  
            NetworkStream.Flush();  
        }  
         public override long Length  
        {  
            get 
            {  
                throw new Exception("This stream can not seek!");  
            }  
        }  
   
        public override long Position  
        {  
            get 
            {  
                throw new Exception("This stream can not seek!");  
            }  
   
            set 
            {  
                throw new Exception("This stream can not seek!");  
            }  
        }  
   
        public override int Read(byte[] buffer, int offset, int count)  
        {  
            int len = 0;  
   
            //If cache is not empty, read from cache  
            if (CacheStream.Length > CacheStream.Position)  
            {  
                len = CacheStream.Read(buffer, offset, count);  
                return len;  
            }  
   
            //Fill cache  
            len = NetworkStream.Read(_Buf, 0, BUF_SIZE);  
   
            if (len == 0)  
            {  
                return 0;  
            }  
   
            CacheStream.Position = 0;  
            CacheStream.Write(_Buf, 0, len);  
            CacheStream.SetLength(len);  
            CacheStream.Position = 0;  
   
            len = CacheStream.Read(buffer, offset, count);  
   
            return len;  
        }  
   
        public override long Seek(long offset, SeekOrigin origin)  
        {  
            throw new Exception("This stream can not seek!");  
        }  
   
        public override void SetLength(long value)  
        {  
            throw new Exception("This stream can not seek!");  
        }  
   
        public override void Write(byte[] buffer, int offset, int count)  
        {  
            if (offset + count > buffer.Length)  
            {  
                throw new ArgumentException("Count + offset large then buffer.Length");  
            }  
   
            int remain = count - (BUF_SIZE - _BufLen);  
   
            if (remain < 0)  
            {  
                Array.Copy(buffer, offset, _Buf, _BufLen, count);  
                _BufLen = BUF_SIZE + remain;  
            }  
            else 
            {  
                Array.Copy(buffer, offset, _Buf, _BufLen, BUF_SIZE - _BufLen);  
                NetworkStream.Write(_Buf, 0, _Buf.Length);  
   
                Array.Copy(buffer, offset + BUF_SIZE - _BufLen, _Buf, 0, remain);  
   
                _BufLen = remain;  
            }  
        }  
         #endregion  
    } 

原文標(biāo)題：.Net 下通過緩存提高TCP傳輸速度

鏈接：http://www.cnblogs.com/eaglet/archive/2009/11/04/1595887.html

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