1. 緣起：
假設(shè)我們的 C/S 系統(tǒng)中服務(wù)端與客戶端之間采用 UDP 進(jìn)行通信，那么服務(wù)端如何知道每個(gè)客戶端當(dāng)前是否仍然在線了？有可能某個(gè)客戶端一直沒(méi)有退出，但是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都沒(méi)有與服務(wù)端作任何通信，那么服務(wù)端就應(yīng)該認(rèn)為這個(gè)客戶端已經(jīng)離線了嗎？為了能讓服務(wù)端掌握每個(gè)客戶端是否在線的狀態(tài)，我們可以這樣做，只要客戶端一啟動(dòng)起來(lái)，就每隔一段時(shí)間間隔（如 10 秒）就向服務(wù)端發(fā)一個(gè)“我還在線”的消息，以表明自己的狀態(tài)。而服務(wù)端如果在一個(gè)更大的時(shí)間間隔內(nèi)（如 20 秒）都沒(méi)有收到某個(gè)客戶端的任何消息，則可以判定這個(gè)客戶端已經(jīng)離線了。
這就是我們常用的“心跳”機(jī)制，客戶端每隔一段時(shí)間間隔發(fā)的那個(gè)消息就稱為“心跳消息”，只要心跳還在，就表示自己還是 Alive 的，否則就是斷線 / 下線了。
心跳監(jiān)測(cè)器的形象示意圖如下：
2.
適用場(chǎng)合：
在很多基于非連接的通信系統(tǒng)中，心跳機(jī)制是經(jīng)常使用的方案。其最主要的目的是讓服務(wù)端能比較及時(shí)的掌握到每個(gè)客戶端當(dāng)前的在線狀態(tài)，因?yàn)檫@個(gè)信息是相當(dāng)重要的，而且這個(gè)狀態(tài)改變時(shí)服務(wù)端知道得越及時(shí)越好。 ESBasic.Threading.Application.IHeartBeatChecker （心跳檢測(cè)器）便是用于對(duì)每個(gè)客戶端的心跳進(jìn)行監(jiān)控以掌握每個(gè)客戶端的在線狀態(tài)的。它經(jīng)常使用在類似下面的這些場(chǎng)合：
（1） 服務(wù)端無(wú)法感知客戶端的離線或意外掉線（如網(wǎng)絡(luò)中斷、系統(tǒng)重啟等），而這個(gè)信息對(duì)于服務(wù)端而言卻是非常重要的。
（2） 服務(wù)端可以感知客戶端的離線或意外掉線，但是這種感知有延遲，而且延遲可能非常大（比如幾分鐘），其程度已經(jīng)超過(guò)了服務(wù)端能接受的范圍。比如，基于 TCP 的 C/S 系統(tǒng)，客戶端之間與服務(wù)端之間有防火墻等相關(guān)設(shè)備的存在，客戶端掉線時(shí)，服務(wù)端與防火墻之間對(duì)應(yīng)的連接仍然存在，所以服務(wù)端認(rèn)為客戶端仍然在線，這種狀況可能要持續(xù)幾秒鐘到幾分鐘不等。
（3） 以上所說(shuō)的服務(wù)端 / 客戶端可以認(rèn)為是一個(gè)廣義的定義，只要是通信的雙方（如 P2P ）需要知道對(duì)方的在線狀態(tài)，那么都可以使用心跳機(jī)制來(lái)解決。
3 ．設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)
IHeartBeatChecker
接口定義如下：
{
/// <summary>
/// SurviveSpanInSecs在沒(méi)有心跳到來(lái)時(shí)，可以存活的最長(zhǎng)時(shí)間。SurviveSpanInSecs小于等于0，表示存活時(shí)間為無(wú)限長(zhǎng)，而不需要進(jìn)行心跳檢查
/// </summary>
int SurviveSpanInSecs{ get ; set ;}
/// <summary>
/// DetectSpanInSecs隔多長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行一次狀態(tài)檢查。
/// </summary>
int DetectSpanInSecs{ get ; set ;}
/// <summary>
/// Initialize初始化并啟動(dòng)心跳監(jiān)測(cè)器。
/// </summary>
void Initialize();
/// <summary>
/// RegisterOrActivate注冊(cè)一個(gè)新的客戶端或激活它（收到心跳消息）。
/// </summary>
void RegisterOrActivate( string id);
/// <summary>
/// Unregister服務(wù)端主動(dòng)取消對(duì)目標(biāo)客戶端的監(jiān)測(cè)。
/// </summary>
void Unregister( string id);
/// <summary>
/// Clear清空所有的監(jiān)測(cè)。
/// </summary>
void Clear();
/// <summary>
/// SomeOneTimeOuted當(dāng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有任何消息過(guò)來(lái)，那么將會(huì)觸發(fā)該事件。
/// 注意：該事件的處理函數(shù)嚴(yán)禁拋出任何異常。
/// </summary>
event CbSimpleStr SomeOneTimeOuted;
}
根據(jù)上述對(duì)心跳監(jiān)測(cè)器的介紹，我們知道需要定時(shí)檢查每個(gè)客戶端的狀態(tài)，看在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否有“心跳”消息過(guò)來(lái)。我們可以借助循環(huán)引擎（ ICycleEngine ）來(lái)進(jìn)行定時(shí)檢查。從 IHeartBeatChecker 接口定義，你有看到它并沒(méi)有從 ICycleEngine 繼承，那表明心跳監(jiān)測(cè)器不需要被反復(fù)的 Start 、 Stop 。相反的， IHeartBeatChecker 提供了一個(gè) Initialize 方法，用于初始化和啟動(dòng)監(jiān)測(cè)器。監(jiān)測(cè)器一旦啟動(dòng)就會(huì)在隨系統(tǒng)的生命周期運(yùn)行，這和我們的絕大部分需求是完全一致的。
DetectSpanInSecs 屬性表示需要間隔多少秒檢測(cè)一次客戶端的狀態(tài)，這個(gè)屬性的值將被直接傳遞給循環(huán)引擎的同名屬性。
SurviveSpanInSecs 屬性表示在沒(méi)有心跳到來(lái)時(shí)，客戶端可以存活的最長(zhǎng)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間通常要比客戶端定時(shí)發(fā)送“心跳”消息的時(shí)間間隔大一些。
當(dāng)心跳監(jiān)測(cè)器發(fā)現(xiàn)某個(gè)客戶端在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有心跳消息過(guò)來(lái)，那么將會(huì)觸發(fā) SomeOneTimeOuted 事件以通知服務(wù)端目標(biāo)客戶端掉線了。
HeartBeatChecker 實(shí)現(xiàn)了 IHeartBeatChecker 接口，其實(shí)現(xiàn)要注意以下幾點(diǎn)：
（1） HeartBeatChecker 繼承自 BaseCycleEngine ，它借助于循環(huán)引擎來(lái)進(jìn)行任務(wù)狀態(tài)的循環(huán)檢測(cè)。
（2） 為了允許在多線程的環(huán)境中回調(diào)定時(shí)器， HeartBeatChecker 必須對(duì)內(nèi)部集合（ dicIDTime ）進(jìn)行加鎖控制。
（3） 為了在初始化的時(shí)候啟動(dòng)監(jiān)測(cè)器，其在 Initialize 方法中調(diào)用了循環(huán)引擎的 Start 方法。
4. 使用時(shí)的注意事項(xiàng)
（1） 如果服務(wù)端已經(jīng)確切知道客戶端已經(jīng)離線（比如，客戶端向服務(wù)端發(fā)送“我要退出了”的消息），那么服務(wù)端可以調(diào)用 IHeartBeatChecker. Unregister 方法來(lái)主動(dòng)清除對(duì)目標(biāo)客戶端的監(jiān)測(cè)。
（2） SomeOneTimeOuted 事件的處理函數(shù)不要拋出任何異常，否則會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的客戶端掉線事件無(wú)法被觸發(fā)。這點(diǎn)從我們的實(shí)現(xiàn)源碼就可以看到，一旦一個(gè) SomeOneTimeOuted 拋出異常， foreach 將會(huì)被迫中斷。而且，更嚴(yán)重的是，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)引擎的停止運(yùn)行――監(jiān)測(cè)器會(huì)停止運(yùn)行。
（3） 不一定只有心跳消息到來(lái)時(shí)，才調(diào)用 RegisterOrActivate 方法來(lái)激活對(duì)應(yīng)的客戶端。實(shí)際上，我們只要收到來(lái)自客戶端的任何消息時(shí)，都可以調(diào)用 RegisterOrActivate 方法來(lái)激活它。
（4）
如何設(shè)置
SurviveSpanInSecs
屬性和
DetectSpanInSecs
屬性的值，取決于我們系統(tǒng)的需求。服務(wù)端要求感受客戶端掉線越及時(shí)，那么
DetectSpanInSecs
就要設(shè)得越小，而且客戶端發(fā)送心跳的時(shí)間間隔也要越小，
SurviveSpanInSecs
也要相應(yīng)的小。
SurviveSpanInSecs
的設(shè)定取決于客戶端發(fā)送心跳的時(shí)間間隔和可以允許的最大網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。可以采用如下公式：
SurviveSpanInSecs =
客戶端發(fā)送心跳時(shí)間間隔
+
允許的最大網(wǎng)絡(luò)延時(shí)
5. 擴(kuò)展
心跳監(jiān)測(cè)器
IHeartBeatChecker
暫時(shí)沒(méi)有任何擴(kuò)展。
注：ESBasic源碼可到
http://esbasic.codeplex.com/
下載。
ESBasic討論：37677395
ESBasic開(kāi)源前言
ESBasic 可復(fù)用的.NET類庫(kù)（09） －－ 心跳監(jiān)測(cè)器 IHeartBeatChecker
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