.NET 8 + Angular WebSocket 高并发性能优化

.NET 8 + Angular WebSocket 高并发性能优化。

.NET 8 WebSocket 高并发性能优化

WebSocket 是一种全双工通信协议，允许客户端和服务端之间保持持久连接。在高并发场景下，优化 WebSocket 的性能至关重要。以下是针对 .NET 8 中 WebSocket 高并发性能优化的关键点：

1. 使用高效的线程管理机制

.NET 提供了 ThreadPool 和异步编程模型来处理大量请求。通过合理配置线程池大小以及使用异步方法（如 Task.Run 或者 async/await），可以显著提升服务器的吞吐量。

public async Task HandleConnectionAsync(WebSocket socket)
{
    var buffer = new byte[1024 * 4];
    WebSocketReceiveResult result;

    while (socket.State == WebSocketState.Open)
    {
        try
        {
            result = await socket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None);
            if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Text)
            {
                string message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, result.Count);
                Console.WriteLine($"Received: {message}");
                
                // Echo back the received message
                await socket.SendAsync(new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(message)), WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine(ex.ToString());
            break;
        }
    }

    await socket.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, "Closing", CancellationToken.None);
}

2. 启用 HTTP.sys 替代 Kestrel

HTTP.sys 是 Windows 平台上的一种高性能 Web Server API，在某些情况下能够提供更高的吞吐率和更低的延迟。对于需要支持大规模并发连接的应用程序来说，启用 HTTP.sys 可能会带来更好的效果1。

3. 数据压缩与分片传输

当数据包较大时，可以通过 Gzip 等算法对其进行压缩后再发送；另外也可以考虑将大数据拆分成多个小片段依次传递给对方接收方自行拼接还原原始内容从而减少每次交互所需时间开销提高整体效率1。

Angular 前端调用最佳实践

Angular 应用可通过内置库 @angular/common/http 实现对后端 WebSocket 的访问。下面介绍几个重要的技巧用于改善用户体验并降低网络负担：

1. 连接状态监控

建立稳定可靠的双向通讯链路非常重要。为此我们需要时刻关注当前链接是否处于正常工作之中一旦发现异常情况立即尝试重新握手恢复联系直至成功为止。

import { Injectable } from '@angular/core';
import * as SockJS from 'sockjs-client';
import { overSocket } from 'rxjs/webSocket';

@Injectable({
  providedIn: 'root'
})
export class WebSocketService {

  private subject$: any;

  public connect(url: string): void {
    const sockJs = new SockJS(url);
    this.subject$ = overSocket(sockJs);

    this.subject$.subscribe(
      msg => console.log('Message Received:', msg),
      err => console.error('Error Occurred:', err),
      () => console.warn('Subject has completed')
    );
  }

  sendMessage(msg: string){
    this.subject$.next(msg);
  }
  
  close(){
    this.subject$.complete();
  }
}

实现重连机制增强稳定性

由于网络波动等原因可能导致断开连接的情况发生，因此有必要设计一套完善的重新连接策略来保障通信连续性。可以通过设定定时器周期检测状态并在必要时候发起新的握手请求完成恢复过程。

数据压缩降低带宽消耗

当面临大量实时消息交换需求的时候，考虑应用 gzip 等算法对发送接收的数据包进行压缩操作可以明显减轻服务器负担同时加快交互效率。

并发控制避免资源耗尽

即使采用了异步方式仍然需要注意合理规划最大允许的同时在线人数上限以免超出物理机能力范围造成崩溃现象。通常做法是在架构初期就预留足够的缓冲区容量并且密切监控各项指标变化趋势以便及时作出调整决策。