Использовать Reactive Extensions (Rx) для программирования сокетов?

Каков наиболее сукцинный способ записи функции GetMessages с помощью Rx:

static void Main()
{
    Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

    var messages = GetMessages(socket, IPAddress.Loopback, 4000);
    messages.Subscribe(x => Console.WriteLine(x));

    Console.ReadKey();
}

static IObservable<string> GetMessages(Socket socket, IPAddress addr, int port)
{
    var whenConnect = Observable.FromAsyncPattern<IPAddress, int>(socket.BeginConnect, socket.EndConnect)(addr, port);

    // now will receive a stream of messages
    // each message is prefixed with an 4 bytes/Int32 indicating it length. 
    // the rest of the message is a string

    // ????????????? Now What ????????????? 
}

Простой сервер как драйвер для вышеуказанного примера: http://gist.github.com/452893#file_program.cs

Использование Rx для программирования сокетов

Я изучаю использование Reactive Extensions для какой-либо работы по программированию сокетов, которую я выполняю. Моей мотивацией для этого было бы то, что это каким-то образом упростит код. Будет ли это означать меньше кода, чем меньше вложенных в эти строки.

Однако пока это не выглядит так:

  • Я не нашел очень много примеров использования Rx с сокетами
  • пример s Я нашел не менее сложный, чем мой существующий код BeginXXXX, EndXXXX
  • Хотя Observable имеет методы расширения для FromAsyncPattern, это не распространяется на SocketEventArgs Async API.

Текущее нерабочее решение

Вот что я до сих пор. Это не работает, он терпит неудачу с переполнением стека (heh). Я не понял семантики, чтобы создать IObservable, который будет читать указанное количество байтов.

    static IObservable<int> GetMessages(Socket socket, IPAddress addr, int port)
    {
        var whenConnect = Observable.FromAsyncPattern<IPAddress, int>(socket.BeginConnect, socket.EndConnect)(addr, port);

        // keep reading until we get the first 4 bytes
        byte[] buffer = new byte[1024];
        var readAsync = Observable.FromAsyncPattern<byte[], int, int, SocketFlags, int>(socket.BeginReceive, socket.EndReceive);

        IObservable<int> readBytes = null;
        var temp = from totalRead in Observable.Defer(() => readBytes)
                   where totalRead < 4
                   select readAsync(buffer, totalRead, totalRead - 4, SocketFlags.None);
        readBytes = temp.SelectMany(x => x).Sum();

        var nowDoSomethingElse = readBytes.SkipUntil(whenConnect);
    }

Ответы

Ответ 1

Что-то в этих строках могло бы работать. Это не проверено, не учитывает исключения и случай, когда сообщение возвращается частично. Но в остальном я считаю, что это правильное направление.

    public static IObservable<T> GetSocketData<T>(this Socket socket,
        int sizeToRead, Func<byte[], T> valueExtractor)
    {
        return Observable.CreateWithDisposable<T>(observer =>
        {
            var readSize = Observable
                .FromAsyncPattern<byte[], int, int, SocketFlags, int>(
                socket.BeginReceive,
                socket.EndReceive);
            var buffer = new byte[sizeToRead];
            return readSize(buffer, 0, sizeToRead, SocketFlags.None)
                .Subscribe(
                x => observer.OnNext(valueExtractor(buffer)),
                    observer.OnError,
                    observer.OnCompleted);
        });
    }

    public static IObservable<int> GetMessageSize(this Socket socket)
    {
        return socket.GetSocketData(4, buf => BitConverter.ToInt32(buf, 0));
    }

    public static IObservable<string> GetMessageBody(this Socket socket,
        int messageSize)
    {
        return socket.GetSocketData(messageSize, buf =>
            Encoding.UTF8.GetString(buf, 0, messageSize));
    }

    public static IObservable<string> GetMessage(this Socket socket)
    {

        return
            from size in socket.GetMessageSize()
            from message in Observable.If(() => size != 0,
                socket.GetMessageBody(size),
                Observable.Return<string>(null))
            select message;
    }

    public static IObservable<string> GetMessagesFromConnected(
        this Socket socket)
    {
        return socket
            .GetMessage()
            .Repeat()
            .TakeWhile(msg => !string.IsNullOrEmpty(msg));
    }

    public static IObservable<string> GetMessages(this Socket socket,
        IPAddress addr, int port)
    {
        return Observable.Defer(() => 
        {
            var whenConnect = Observable
                .FromAsyncPattern<IPAddress, int>(
                    socket.BeginConnect, socket.EndConnect);
            return from _ in whenConnect(addr, port)
                   from msg in socket.GetMessagesFromConnected()
                       .Finally(socket.Close)
                   select msg;
        });
    }

Изменить: обрабатывать неполные чтения, Observable.While можно использовать (в GetSockedData), как предложил Дейв Секстон в тот же поток на форуме RX.

Изменить: Также взгляните на эту статью Джеффри Ван Гога: Асинхронное чтение System.IO.Stream

Ответ 2

Хорошо, так что это, пожалуй, "обман", но я полагаю, вы могли бы повторно использовать мой не-Rx ответ и обернуть его с помощью Observable.Create.

Я уверен, что возвращение сокета в качестве IDisposable является неправильной семантикой, но не уверен, что будет.

    static IObservable<string> GetMessages(Socket socket, IPAddress addr, int port)
    {
        return Observable.CreateWithDisposable<string>(
            o =>
            {
                byte[] buffer = new byte[1024];

                Action<int, Action<int>> readIntoBuffer = (length, callback) =>
                {
                    var totalRead = 0;

                    AsyncCallback receiveCallback = null;
                    AsyncCallback temp = r =>
                    {
                        var read = socket.EndReceive(r);

                        if (read == 0)
                        {
                            socket.Close();
                            o.OnCompleted();
                            return;
                        }

                        totalRead += read;

                        if (totalRead < length)
                        {
                            socket.BeginReceive(buffer, totalRead, length - totalRead, SocketFlags.None, receiveCallback, null);
                        }
                        else
                        {
                            callback(length);
                        }
                    };
                    receiveCallback = temp;

                    socket.BeginReceive(buffer, totalRead, length, SocketFlags.None, receiveCallback, null);
                };

                Action<int> sizeRead = null;

                Action<int> messageRead = x =>
                {
                    var message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, x);
                    o.OnNext(message);
                    readIntoBuffer(4, sizeRead);
                };

                Action<int> temp2 = x =>
                {
                    var size = BitConverter.ToInt32(buffer, 0);
                    readIntoBuffer(size, messageRead);
                };
                sizeRead = temp2;

                AsyncCallback connectCallback = r =>
                {
                    socket.EndConnect(r);
                    readIntoBuffer(4, sizeRead);
                };

                socket.BeginConnect(addr, port, connectCallback, null);

                return socket;
            });
    }