ESFramework 开发手册(00) -- 概述

北城余情 提交于 2020-04-06 02:51:41

      

          

ESFramework 体系的构成

      ESFramework体系直接构建在.NET Framework 2.0上,它由通信核心ESFramework、应用增强ESPlus、以及群集平台ESPlatform构成。它们的层次依赖关系如下图所示: 
        
      我们的应用程序可以直接基于通信核心ESFramework来构建,这样做可以拥有最大限度的灵活性来组装整个应用,但是需要手动做的工作也最多。为了快速而高效地构建应用程序,我们可以基于ESPlus进行开发。ESPlus内置众多组件供我们直接使用,像消息头、解析器、消息处理器、序列化器、自定义信息、文件传送、P2P通道、好友/组友状态改变通知、等等。
      基于ESPlus构建的通信应用程序,当同时在线用户数量剧增的时候,只要修改仅仅几行代码和配置,就可以将其平滑地迁移到ESPlatform平台,以实现应用服务器的群集和负载均衡。  
      跨平台也是ESFramework体系的重要特性之一,ESFramework将通过提供多平台的客户端引擎来实现这一点。跨平台解决方案的第一阶段主要任务是对主流移动设备的支持。其规划图如下所示:

    

      注意,由于受平台的限制,移动设备的客户端引擎以及Silverlight客户端引擎仅仅提供基础的通信功能(即后面提到的六大武器中的四大武器),暂时不支持文件传送和P2P。所有类型的客户端都使用几乎完全一致的API接口,且都可与同一ESFramework服务端进行通信,从而使得异构平台变得相对透明。 

 

ESPlus 快速开发

      本手册将着重介绍如何使用ESPlus提供的Rapid引擎(客户端引擎为ESPlus.Rapid.IRapidPassiveEngine,服务端引擎为ESPlus.Rapid.IRapidServerEngine)来进行ESFramework通信系统的快速开发。欲掌握ESPlus快速开发,需要抓住三个方面:Rapid引擎、四大核心武器、两个可选功能。

1.Rapid 引擎
      在使用ESPlus开发的时候,首先要初始化Rapid引擎 ——服务端是RapidServerEngine、 客户端是RapidPassiveEngine。在引擎对象初始化成功之后,我们就可以使用引擎对象暴露出的四大武器了。

2.四大核心武器

   通过Rapid引擎对象暴露出的属性,可以获得ESPlus提供的四大武器,大多数情况下,我们正是靠使用这四大武器来进行快速应用开发的。四大武器都都位于ESPlus.Application空间下:

  • ESPlus.Application.CustomizeInfo 命名空间:用于发送和处理自定义信息。
  • ESPlus.Application.Basic             命名空间:用于完成基础功能(如获取在线好友列表等)、和接收用户状态改变通知(如好友上下线等)。
  • ESPlus.Application.FileTransfering 命名空间:用于完成与文件传送相关的所有功能。
  • ESPlus.Application.P2PSession     命名空间:用于完成与P2P打洞、P2P通信相关的所有功能。

  3.两个可选功能

  很多分布式通信应用都涉及到客户端与客户端之间需要交互,或者涉及到群组的功能需求(比如在目标组内广播消息)。为了方便更多的开发者,ESPlus对此二点都提供了有限而直接的支持,并将它们分别命名为好友关系以及组关系。对于开发一般的系统而言,它们并不是必需的,而且,我们完全可以基于上面的四大武器自己实现这两个可选功能。

      两个可选武器也位于ESPlus.Application空间下:

  • ESPlus.Application.Friends命名空间:用于支持好友关系。
  • ESPlus.Application.Group 命名空间:用于支持组关系。

  好友与组的核心就是IFriendManager接口IGroupManager接口。注意,类似好友的添加/移除,组成员的添加/移除等,ESPlus是不关心的,ESPlus关心的是“关系” —— 即某个用户有哪些好友,某个组包含哪些成员。有了这些信息,在用户上/下线时,ESPlus就知道要将上/下线事件通知给哪些好友和组友;组广播时,ESPlus也才知道要将广播消息发送给哪些用户。   

 

ESPlatform 群集平台

      ESPlatform平台用于将基于ESPlus开发的应用服务器AS进行群集,以实现负载均衡而达到能负载巨大量的用户同时在线。ESPlatform提供了可直接运行的平台服务器(即用于应用服务器群集管理的服务器ACMS),并内置了三种常用的负载均衡策略。
ESFramework体系的一个最大优势在于,从单服务器应用转变为群集应用,是如此的简单。要做的所有事情包括:启动平台服务器ACMS、更改数行代码、修改数行配置。 
      ESPlatform所支持的的群集模型如下图所示:    

    

   在后面介绍ESPlatform的章节,我们将详细介绍群集平台的功能特点,以及如何迁移到群集平台。

 

ESFramework体系的特点

 1.高性能
      ESFramework底层使用IOCP模型,使得数据收发与处理达到最高性能。当前主流配置的服务器(如至强4核双CPU、4-8G内存)可轻松处理10000个同时在线连接,每秒处理50000个以上的请求。当然,最终能达到的并发,更取决于具体应用的业务逻辑,如果业务逻辑复杂、处理单个请求都对CPU和内存的消耗都比较高,那么就会导致并发数下降,这时也许就要优化我们的业务逻辑代码了、或者使用更多的服务器来分担负载(比如迁移到ESPlatform)。关于ESFramework的性能测试的更多内容可以参见ESFramework 4.0 性能测试


2.可靠、稳定
      ESFramework起始于2004年,从0.1版本不断完善和优化到今天4.0版本已经有8年时间,其内核(ESFramework.dll)已经相当成熟稳定,所有已经发现的内核bug都已被解决,而且自从2009年以来,没有新的内核的bug被发现。另外,ESFramework只会在需要时才使用必要的资源(如CPU、内存),并且会及时释放持有的资源,不会有内存泄露等情况发生。如果您的业务逻辑代码没有bug,那么基于ESFramework的服务端正常运行一年,都不用重启一次。

3.功能强大丰富
      现有的大多数通信框架仅仅解决了通信层的问题,而且几乎都是部分地解决。而ESFramework不仅仅完整地解决了通信层的需求,并且也解决了绝大多数通信系统中都关注的应用层的重要问题,这使得基于ESFramework开发分布式通信系统更迅速、更高效。
      在通信层:ESFramework 支持TCP/UDP、文本协议/二进制协议、服务端/客户端以及它们组合的任意方式,并提供多种通信引擎供服务端开发人员和客户端(包括Windows桌面客户端和Silverlight,以后还会提供flash、iphone、android客户端引擎)开发人员使用。
      在应用层:ESFramework 内置了在线用户管理、消息拦截、消息同步调用、回复异步调用、发送大数据块、客户端登录验证、心跳检测、消息优先级、断线自动重连、在线状态改变自动通知(好友与组友)、重登陆模式选择、完整的异常日志、文件传送(支持断点续传)、组广播、带ACK机制的信息发送、高效的二进制序列化器、等等功能。
      在安全性:ESFramework 内置了常见的重要安全机制以防止恶意用户在应用层对服务端进行试探或攻击。这些机制有:消息格式完整验证、消息加密、验证未绑定的消息、绑定连接、关闭空连接等。
      更多底层的技术特性:可以参见 http://www.cnblogs.com/zhuweisky/archive/2010/08/12/1798211.html 。

4.可靠的P2P
      ESFramework提供了基于TCP和UDP的P2P通信(不仅是局域网,还支持广域网P2P通信),而且基于UDP的P2P做了增强,以保证基于UDP的P2P通信也像TCP一样可靠。在客户端之间需要高频通信的分布式系统中(如IM系统等),可靠的P2P通信将为您节省巨大的带宽和服务器成本。

5.高伸缩性的群集平台     
      ESPlatform平台支持基于ESFramework的应用程序的Cluster(群集),其内置了3种最常用的负载均衡策略。在不需要修改代码的情况下,仅仅通过修改几行代码或配置就可以将一个基于ESFramework的应用程序平滑迁入到ESPlatform平台中,以实现多台应用服务器的Cluster,从而应对日益增长的巨大并发。使用ESPlatform群集,我们可以非常方便地在运行时动态添加/移除应用服务器(AS)实例节点。
 
6.跨平台
      跨平台是ESFramework体系的重要目标之一,ESFramework通过提供多平台的客户端引擎来实现这一点。 当跨平台全面实现后,基于ESFramework开发的不同平台的客户端之间可以相互通信,如此,异构环境将变得透明化。
      目前提供的客户端引擎包括:.NET客户端引擎是基于.NET 2.0构建的,可直接在Windows应用程序和WPF应用程序中使用;ESFramework.SL 是基于Silverlight 3.0构建的,ESFramework.WP 是基于windows phone OS 7.1构建的。我们尽可能地采用较低版本的运行库构建客户端引擎,利用运行库的向下兼容性,使ESFramework能被尽可能多的开发者使用。
      另外,ESFramework的flash客户端引擎、iphone 客户端引擎、android客户端引擎正在开发中,敬请期待。   

7.可扩展性强
      ESFramework规定了消息处理的骨架流程,并在骨架中提供了足够多的扩展点,使您可以轻松地挂接您自己开发的组件(比如加密/解密组件、或消息监控组件等)。另外,ESFramework在设计和实现时采用了接口分离原则,使得大多数内置组件都可以被自定义的组件所替代。

8.适用范围广
      ESFramework 可以用于任何需要分布式通信的软件系统中,而且其群集功能还可以支持那些同时在线用户数巨大的系统。比如,即时通讯系统(IM),大型多人在线游戏(MMORPG)、在线网页游戏(WebGame)、文件传送系统(FTS)、数据采集系统(DGS)、分布式OA系统等等。
      
9.文档齐全、接口清晰规范
      ESFramework提供的所有接口和API都具有良好的编码风格,与.NET Framework完全一致。我们提供了MSDN风格的帮助文档、Demo源码、ESFramework开发手册系列文章供您研究和学习使用ESFramework进行开发。

10.使用简单、上手容易
      ESFramework 虽然功能强大丰富,但是使用非常简单,因为其采用了优秀的架构设计和实现,将复杂性都屏蔽在了框架的内部,暴露给使用者的都是简单易用、清晰明确的API。而且,ESFramework还提供了Rapid引擎给使用者进行快速开发,从未接触过ESFramework的人,也可以在1-2个小时之内便上手使用Rapid引擎开发分布式通信系统。 
     (提醒一下,由于ESFramework涉及到很多方面的专业知识,像TCP、UDP协议、P2P技术、Socket开发、多线程编程、线程池、并发架构、分布式架构、完成端口(IOCP)模型、异步编程模型、控制反转、依赖注入思想、设计模式等等,所以,其并不是很适合编程初学者研究,最好是有2-3年开发经验,熟悉设计模式(特别是IOC模式)的工程师来了解并基于ESFramework做二次开发,才可以迅速进入状态,如果是有丰富的架构设计或框架设计方面经验的设计师或架构师,就更能准确地把握ESFramework的精髓了。 )
 

ESFramework与WCF等技术的区别

     WCF以及WebService、.NET Remoting,还有更古老的RPC、DCOM等,这些技术一脉相承,它们要达到的最核心目标就是要像调用本地方法一样调用远程方法。它们是标准的C/S结构,且服务端处于被动的状态,即,通常都是客户端主动向服务器请求并获取结果,服务端一般不主动发信息给客户端。
      对于那些只需要客户端主动请求服务器的应用来说,使用这些技术是非常合适的。但是,也有很多应用不仅仅需要客户端主动请求服务端,同时也需要服务端能主动通知客户端,有的甚至需要客户端之间相互传递消息。像很多网络游戏、IM系统等等,就有类似的需求。在这种情况下,使用WCF等技术就不太合适,虽然,我们可以手动做很多工作来模拟达到类似的效果,但是,这并不划算,而且,这也偏离了WCF等技术的设计目标。
      相反,ESFramework就非常适合类似的需求,并且ESFramework与应用贴得更近,为应用提供了更强大的支持(像可靠P2P、服务器群集等),就如上面介绍ESFramework特点时所讲述的那样。

     
      在大体浏览了ESFramework体系的概貌后,可以从这里阅读有关ESFramework的详细介绍文章。谢谢。  
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