.NET 即时通信，WebSocket服务端实例 – Tsong Chen

来源： .NET 即时通信，WebSocket服务端实例 – Tsong Chen – 博客园

即时通信常用手段

1.第三方平台谷歌、腾讯环信等多如牛毛，其中谷歌即时通信是免费的，但免费就是免费的并不好用。其他的一些第三方一般收费的，使用要则限流（1s/限制x条消息）要么则限制用户数。

但稳定性什么都还不错，又能将服务压力甩出

2.System.Net.Sockets.Socket，也能写一套较好的服务器端。在.NET 4.5之前用较多，使用起来麻烦。需要对数据包进行解析等操作（但貌似网上有对超长包的处理方法）

3.System.Net.WebSockets.WebSocket，这个，是.NET 4.5出来的东西，对服务器环境也有所要求，IIS8及以上。意味着Windows Server2008R2自带的IIS不支持，Windows8及Server2012以上自带的IIS可以。本文主要将这种方式的实例

完整流程

1).客户端请求连接

ws = new WebSocket('ws://' + window.location.hostname + ':' + window.location.port + '/Handler1.ashx?user=' + $("#user").val());

2).服务端获取连接对象并存储到连接池中

CONNECT_POOL.Add(user, socket);

3).连接对象开始监听（每个客户端与服务器保存长链接）

WebSocketReceiveResult result = await socket.ReceiveAsync(buffer, CancellationToken.None);

4).客户端A发送消息给B

ws.send($("#to").val() + "|" + $('#content').val());

5).服务端A的连接对象监听到来自A的消息

string userMsg = Encoding.UTF8.GetString(buffer.Array, 0, result.Count);

6).解析消息体（B|你好我是A）得到接收者ID，根据接收者ID到连接池中查找B的服务端连接对象，并通过B的连接对象将消息推送给B客户端

WebSocket destSocket = CONNECT_POOL[descUser];<br>...<br>...<br>await destSocket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);

7).服务端A连接对象继续监听

WebSocketReceiveResult result = await socket.ReceiveAsync(buffer, CancellationToken.None);

8).B客户端接收到推送过来的消息

ws.onmessage = function (evt) {
　　$('#msg').append('<p>' + evt.data + '</p>');
}

下面则是完整代码

客户端部分

客户端异常简单，正常情况直接用WebSocket，然后监听WebSocket的几个事件就ok。连接的时候可将当前连接者的ID传入（用户编号），发送消息的时候采用 “接收者ID|我是消息内容” 这种方式，如“A|A你好，我是B！”

但如用移动端使用还是有一些常见的场景需要处理下的

1：手机关屏幕，IOS关掉屏幕的时候WebSocket会立即失去连接，Android则会等待一段时间才会失去连接。服务器端能检测到失去连接

2：网络不稳定，断网情况WebSocket也不会立即失去连接，服务器端不能知道。（可以服务端设计心跳机制，定时给连接池中的用户发送消息，来检测用户是否保持连接）

3：其他等等…（突然关机、后台结束应用）

无论哪种，客户端在发送消息（或者网络恢复连接、亮屏）的时候可以先判断ws的状态，如果不是连接状态则需要重连（new下即可）

<!DOCTYPE html>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0"/>
    <title></title>
    <script src="jquery-1.11.3.min.js"></script>
    <script>
        var ws;
        $().ready(function () {
            $('#conn').click(function () {
                ws = new WebSocket('ws://' + window.location.hostname + ':' + window.location.port + '/Handler1.ashx?user=' + $("#user").val());
                $('#msg').append('<p>正在连接</p>');

                ws.onopen = function () {
                    $('#msg').append('<p>已经连接</p>');
                }
                ws.onmessage = function (evt) {
                    $('#msg').append('<p>' + evt.data + '</p>');
                }
                ws.onerror = function (evt) {
                    $('#msg').append('<p>' + JSON.stringify(evt) + '</p>');
                }
                ws.onclose = function () {
                    $('#msg').append('<p>已经关闭</p>');
                }
            });

            $('#close').click(function () {
                ws.close();
            });

            $('#send').click(function () {
                if (ws.readyState == WebSocket.OPEN) {
                    ws.send($("#to").val() + "|" + $('#content').val());
                }
                else {
                    $('#tips').text('连接已经关闭');
                }
            });

        });
    </script>
</head>
<body>
    <div>
        <input id="user" type="text" />
        <input id="conn" type="button" value="连接" />
        <input id="close" type="button"  value="关闭"/><br />
        <span id="tips"></span>
        <input id="content" type="text" />
        <input id="send" type="button"  value="发送"/><br />
        <input id="to" type="text" />目的用户
        <div id="msg">
        </div>
    </div>
</body>
</html>

服务器端部分

服务器端使用Handler（也可用WebAPI）来做，主要用WebSocket的类来实现。代码中都有相对详细的注释，这边只说一些需要注意的问题

1：Dictionary<string,WebSocket> CONNECT_POOL：用户连接池。请求Handler的时候会将当前连接者的用户ID传入，服务器端维护着所有已连接的用户ID和当前用户的WebSocket连接对象

2：Dictionary<string,List<MessageInfo>> MESSAGE_POOL：离线消息池。如果A->B发送消息，B当前因为某种原因没在线（突然断网/黑屏等原因），会将这条消息先保存起来（2天），待B连接后立马将B的离线消息推送给他。（2：MessageInfo：离线Entity。记录当前离线消息的时间、内容）

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.WebSockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web;
using System.Web.WebSockets;

namespace WebApplication1
{
    /// <summary>
    /// 离线消息
    /// </summary>
    public class MessageInfo
    {
        public MessageInfo(DateTime _MsgTime, ArraySegment<byte> _MsgContent)
        {
            MsgTime = _MsgTime;
            MsgContent = _MsgContent;
        }
        public DateTime MsgTime { get; set; }
        public ArraySegment<byte> MsgContent { get; set; }
    }

    /// <summary>
    /// Handler1 的摘要说明
    /// </summary>
    public class Handler1 : IHttpHandler
    {
        private static Dictionary<string, WebSocket> CONNECT_POOL = new Dictionary<string, WebSocket>();//用户连接池
        private static Dictionary<string, List<MessageInfo>> MESSAGE_POOL = new Dictionary<string, List<MessageInfo>>();//离线消息池

        public void ProcessRequest(HttpContext context)
        {
            if (context.IsWebSocketRequest)
            {
                context.AcceptWebSocketRequest(ProcessChat);
            } 
        }

        private async Task ProcessChat(AspNetWebSocketContext context)
        {
            WebSocket socket = context.WebSocket;
            string user = context.QueryString["user"].ToString();

            try
            {
                #region 用户添加连接池
                //第一次open时，添加到连接池中
                if (!CONNECT_POOL.ContainsKey(user))
                    CONNECT_POOL.Add(user, socket);//不存在，添加
                else
                    if (socket != CONNECT_POOL[user])//当前对象不一致，更新
                        CONNECT_POOL[user] = socket;
                #endregion

                #region 离线消息处理
                if (MESSAGE_POOL.ContainsKey(user))
                {
                    List<MessageInfo> msgs = MESSAGE_POOL[user];
                    foreach (MessageInfo item in msgs)
                    {
                        await socket.SendAsync(item.MsgContent, WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);
                    }
                    MESSAGE_POOL.Remove(user);//移除离线消息
                }
                #endregion

                string descUser = string.Empty;//目的用户
                while (true)
                {
                    if (socket.State == WebSocketState.Open)
                    {
                        ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(new byte[2048]);
                        WebSocketReceiveResult result = await socket.ReceiveAsync(buffer, CancellationToken.None);
                        
                        #region 消息处理（字符截取、消息转发）
                        try
                        {
                            #region 关闭Socket处理，删除连接池
                            if (socket.State != WebSocketState.Open)//连接关闭
                            {
                                if (CONNECT_POOL.ContainsKey(user)) CONNECT_POOL.Remove(user);//删除连接池
                                break;
                            }
                            #endregion

                            string userMsg = Encoding.UTF8.GetString(buffer.Array, 0, result.Count);//发送过来的消息
                            string[] msgList = userMsg.Split('|');
                            if (msgList.Length == 2)
                            {
                                if (msgList[0].Trim().Length > 0)
                                    descUser = msgList[0].Trim();//记录消息目的用户
                                buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(msgList[1]));
                            }
                            else
                                buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(userMsg));

                            if (CONNECT_POOL.ContainsKey(descUser))//判断客户端是否在线
                            {
                                WebSocket destSocket = CONNECT_POOL[descUser];//目的客户端
                                if (destSocket != null && destSocket.State == WebSocketState.Open)
                                    await destSocket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);
                            }
                            else
                            {
                                Task.Run(() =>
                                {
                                    if (!MESSAGE_POOL.ContainsKey(descUser))//将用户添加至离线消息池中
                                        MESSAGE_POOL.Add(descUser, new List<MessageInfo>());
                                    MESSAGE_POOL[descUser].Add(new MessageInfo(DateTime.Now, buffer));//添加离线消息
                                });
                            }
                        }
                        catch (Exception exs)
                        {
                            //消息转发异常处理，本次消息忽略 继续监听接下来的消息
                        }
                        #endregion
                    }
                    else
                    {
                        break;
                    }
                }//while end
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //整体异常处理
                if (CONNECT_POOL.ContainsKey(user)) CONNECT_POOL.Remove(user);
            }
        }

        public bool IsReusable
        {
            get
            {
                return false;
            }
        }
    }
}

PS:对Dictionary的操作可以写两个方案Add和Remove，并用lock，这样子并发会稳定点

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