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Ajax的長連接，或者有些人所說的Comet，就是指以XMLHttpRequest的方式連接服務器，連接后服務器并非即時寫入相應并返回。服務器會保持連接并等待一個需要通知客戶端的事件，該事件發(fā)生后馬上將數(shù)據(jù)寫入響應，這時候客戶端就以相當“實時”的方式接收到事件通知。具體的通信模型，請參考這篇文章：《Comet：基于 HTTP 長連接的“服務器推”技術》，里面已經(jīng)說得非常詳細了，我就不再復述了。

我們接著開始討論如何使用.NET實現(xiàn)這個模型。首先我們能想到的是，我們需要一個Web Service，可以是ASP.NET Web Service，也可以是WCF Web Service，ASP.NET AJAX Library兩者都支持。在這里，為了簡單起見，就選擇大家更熟悉的ASP.NET Web Service舉例。然后，我們寫下以下兩個函數(shù)簽名：

public void Send(Message message);
public Message Wait();

其中，Send函數(shù)用來發(fā)送一個Message對象，而Wait函數(shù)用來等待一個Message對象。然后，讓我們來討論一些細節(jié)問題。

無事件導致超時

首先，長期保持連接時不行的。對于服務器和客戶端來說，這不是個問題，但我們永遠都要記住中間可能存在各式各樣配置怪異的網(wǎng)關和代理，它們上面可能有各式各樣的超時規(guī)則，因此Comet最好設計為定期重連。一般情況下，如果30秒沒有任何事件發(fā)生，服務器端就應該通知客戶端確實沒有事件發(fā)生，結束掉本次請求，然后重新開始一次新的請求以便繼續(xù)等待。

那么上述函數(shù)簽名可否用來返回一個無事件的消息呢？這是顯然可以的，我們可以選擇返回null表示無事件，或者返回一個EmptyMessage常量，這視乎我們使用class還是struct來定義Message。（甚至，我們還可以做一個名為NoMessageMessage的Message派生類來做這個事情。）

定義發(fā)送目標

上述函數(shù)簽名確實能用來收發(fā)消息，但是沒指名發(fā)給誰。可能有人會說，發(fā)送給誰可以在Message類里面通過一個屬性來定義啊。但是Wait()方法沒有說明接受方是誰，服務器端依然不知道哪些消息應該讓你接收。

因此，我們引入Channel的概念，Channel使用其名稱來標識，相同名稱的就必然是同一個Channel。在發(fā)送與接受時，通過名稱指定要發(fā)送到哪個Channel，這樣問題就解決了。此時，函數(shù)簽名修改如下：

public void Send(string channelName, Message message);
public Message Wait(string channelName);

可靠的消息隊列

想象一個可能發(fā)生的情況，服務器端向你發(fā)送一個消息，你沒有成功接收，但是服務器端認為發(fā)送了就成功了，消息從隊列刪除了，然后這個消息就永久丟失掉了?？赡苡腥藭娬{TCP多么可靠，服務器端發(fā)送的消息如果在TCP的層面發(fā)生問題了，肯定會引發(fā)Socket級別的Exception，這個Exception冒泡上來，服務器端就能截獲，從而得知發(fā)送失敗，然后先不刪除隊首消息。可是別忘了，中間是可能存在代理的，如果代理成功把消息收回去了，可是代理發(fā)送到客戶端這一步失敗了，服務器端就不一定會發(fā)生異常了。

因此，我們需要制定一種策略，來確保下行消息總能發(fā)送到客戶端。在這里，我們選擇了引入逐個ACK的機制，來確認消息的接收。也就是說，服務器端發(fā)送給客戶端的消息帶有一個序號，在客戶端收到消息后就將該序號發(fā)回給服務器端，已確認它受到了該消息。這時候，函數(shù)簽名更改如下：

public int Send(string channelName, Message message);
public Message Wait(string channelName, int sequence);

我們使用Wait()接收到的Message中，應該有一個Sequence的屬性，標記它的序號。然后，再我們執(zhí)行下一次Wait()時就將該序號加1的值通過sequence參數(shù)傳遞回去，讓服務器知道我們期望下一條消息的編號是這個。例如我們收到Message，其Sequence屬性為836，那么下一次調用Wait()的時候就傳給服務器837。服務器端此時應該保留了編號為836的Message在對首，如果客戶端繼續(xù)請求836號消息，證明它上次沒收到，這次仍然發(fā)送836號消息給它；如果客戶端請求837號消息，證明它成功收到836號消息的，這次就發(fā)送837號消息給它。

如果都不是，那該怎么辦？那意味著，這是一個錯誤的請求，甚至可能是攻擊請求，因為正常情況下不應該出現(xiàn)這樣的請求的，服務器端可以考慮拋個無關緊要的Exception（不要告訴攻擊者你知道他在攻擊了），甚至直接給個400 （bad request）的響應代號。

與Wait()類似的，Send()也可以加入ACK機制，只需要將返回類型從void改為int就可以了，這個值就專門用于傳遞消息編號，實現(xiàn)方式和Wait()是一樣的，不過Send()是由客戶端保存待發(fā)送消息的隊列。

小結

到此為止。我們的Web Service就寫好了。這就寫好了？只有簽名沒有函數(shù)體？是的，復雜的工作留給model去做，Web Service在這里只是相當于一個view，用于將model的接口暴露出來。

在下一次的文章中，我們將開始討論如何實現(xiàn)服務器端的消息傳遞機制。

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在上一次的文章中，我們說到了如何設計一個ASP.NET Web Service來處理長連接請求。很多人對此就提出了問題，如何hold住請求讓它30秒不斷開了？這其實很簡單，只需要Sleep()一下就可以了：

Thread.Sleep(30 * 1000);

然而問題是，我們不是要等30秒然后看看是否有事件需要返回，而是在這30秒內(nèi)隨時有事件隨時返回。因此，我們需要一套機制來在等待的過程中檢查是否有事件發(fā)生了。

Monitor模型

在.NET里面，大家最熟悉的線程同步模型應該就是Monitor模型了。沒聽說過？就是C#的那個lock關鍵字，實際上它編譯出來就是一對Monitor.Enter()和Monitor.Exit()。

通過lock命令，我們可以針對一個對象創(chuàng)建一個臨界區(qū)，代碼執(zhí)行到臨界區(qū)入口時必須獲取到該對象的鎖才能執(zhí)行下去，并且在臨界區(qū)的出口釋放該鎖。然而這種模型不太適用于解決我們的問題，因為我們需要等待一個事件，如果使用lock來等待的話，那就是說要先在Web Service外部把對象鎖上，然后等事件觸發(fā)了就解鎖，這時候Web Service才順利進入臨界區(qū)域。

事實上，要進行這類型的阻塞，還有一個更好的選擇，那就是Mutex。

Mutex模型

Mutex，也就是mutual exclusive的縮寫，“互斥”的意思。Mutex是如何運作的？這有點像是銀行的排隊叫號系統(tǒng)，所有等待服務的人都坐在大廳里等候（wait）被叫，當一個服務窗口空閑時它就會發(fā)出一個信號（signal）來通知下一位等候服務的人?？傊?#xff0c;所有執(zhí)行wait指令的線程都在等候，而每一個signal能夠讓一個線程結束等候繼續(xù)執(zhí)行。

在.NET里面，wait和signal這兩個操作分別對應Mutex.WaitOne()和Mutex.ReleaseMutex()這兩個方法。我們可以讓Web Service的線程使用Mutex.WaitOne()進入等候狀態(tài)，而在事件發(fā)生時使用Mutex.ReleaseMutex()來通知Web Service線程。因為必須在Mutex.ReleaseMutex()發(fā)生后Mutex.WaitOne()才可能繼續(xù)執(zhí)行下去，因此能夠執(zhí)行下去就證明必然有事件發(fā)生了并且調用了Mutex.ReleaseMutext()，這時候就可以放心地去讀取事件消息了。

簡單示例

在選定使用Mutex模型后，我們來編寫一個簡單的示例。首先，我們要在WebService派生類內(nèi)定義一個Mutex，還有一個代表消息的字符串。

Mutex mutex = new Mutex();
string message;

然后，我們定義兩個WebMethod。為了把問題簡單化，我們選用上一篇文章中開頭所說的兩個函數(shù)簽名，也就說只能在一個Web Service內(nèi)自己發(fā)自己收，沒有發(fā)送目標的概念，也沒有超時的概念，還沒有可靠性設計。同時，我們將Message類型替換為普通字符串，以便于我們測試。

我們先編寫發(fā)送消息的函數(shù)：

public void Send(string message) {
? this.message = message;
? this.mutex.ReleaseMutex();
}

在這個發(fā)送函數(shù)里，首先我們把消息放進了類內(nèi)全局的變量中，然后讓全局的Mutex類釋放一個signal。這時候，如果有線程在等待，它可以馬上執(zhí)行下去。如果此時沒有線程在等待，那么下一個wait的線程執(zhí)行到該阻塞的地方就能夠不受阻塞繼續(xù)執(zhí)行下去。

現(xiàn)在我們來編寫接收消息的函數(shù)：

public string Wait() {
? this.mutex.WaitOne();
? return this.message;
}

接收函數(shù)一開始就進入wait狀態(tài)。在得到signal后，需要做的事情就是把全局的消息返回給客戶端。

親身體驗

最后，我們可以通過ASP.NET Web Service本身支持的Web測試界面來測試一下我們的代碼。我們開兩個瀏覽器窗口，一個進入Send()調用，一個進入Wait()調用。然后我們按照如下方法來測試：

1. 首先執(zhí)行Send("Hello")，然后執(zhí)行Wait()。這時候你可以馬上看到"Hello"。
2. 首先執(zhí)行Wait()，讓它等待返回，這時候執(zhí)行Send("Hello")。隨后你可以看到Wait()那段返回"Hello"了。
3. 按如下順序執(zhí)行：Send("Hello");Wait();Send("World");Wait();
4. 按如下順序執(zhí)行：Send("Hello");Send("World");Wait();Wait();
5. 按如下順序執(zhí)行：Wait();Wait();Send("Hello");Send("World");
6. 按如下順序執(zhí)行：Wait();Send("Hello");Wait();Send("World");

你會發(fā)現(xiàn)這樣一些奇怪的結果：第3個測試返回的是"World"和"World"。第5個測試先返回"Hello"的并不一定是先執(zhí)行的那個Wait()線程。后者在某些情況下不是什么問題，特別是長連接中一般之后一個Wait()線程在等待中，所以我們可以不管。而前者，則是因為沒有消息隊列所造成的，我們只有長度為1的消息窗口，所以只能緩存最后一個消息。這個問題我們將在下一篇文章中解決。

小結

在本文中，我們看到了不同的線程同步模型的差異。Monitor模型的lock本質上是一個Semaphore，也就是一個不能連續(xù)signal的Mutex，一個signal發(fā)出去后必須被一個wait接收了才能進行下一次的signal。同時，Semaphore也限制了signal和wait必須在同一個線程內(nèi)成對執(zhí)行，而Mutex則沒有此限制。雖然.NET是針對Monitor模型優(yōu)化的，但在我們的需求當中，只能通過Mutex模型來解決。

接著，我們便寫了一個小小的消協(xié)發(fā)送與接收函數(shù)，實現(xiàn)了我們想要的阻塞式Web Service。同時我們也看到了沒有消息隊列造成的問題，因此確定接下來我們要做一個消息隊列。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用 .NET 实现 Ajax 长连接的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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