面试题：C#中实现实时通信常用的技术框架有哪些及简单原理

Question

在C#开发中，实现实时通信场景较为常见。请列举至少两种C#中用于实时通信的常用技术框架，并简要阐述它们实现实时通信的基本原理。

Answer 1

• SignalR：

  • 基本原理：SignalR 是一个开源库，用于 ASP.NET 应用程序中实现实时双向通信。它支持多种传输方式，如 WebSockets、Server-Sent Events 和长轮询等。根据客户端和服务器的支持情况，SignalR 会自动选择最合适的传输方式。WebSockets 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，能使服务器主动向客户端推送数据；Server-Sent Events 允许服务器向 Web 浏览器发送实时更新；长轮询则是客户端发起一个到服务器的 HTTP 请求，服务器保持连接打开，直到有数据可发送或连接超时，然后客户端重新发起请求，以此模拟实时通信。

• Socket.IO：

  • 基本原理：虽然 Socket.IO 严格来说不是 C# 特有的框架，但 C# 可以通过相关的库与之集成。Socket.IO 实现实时通信也是基于 WebSockets 等技术。它在 WebSockets 之上添加了额外的功能，如自动重连、心跳检测等，以确保在各种网络环境下都能稳定地进行实时通信。它同样支持多种传输方式，会自动根据客户端浏览器和网络状况选择最佳传输，如 WebSockets 不可用时自动切换到长轮询等。

• System.Net.Sockets：

  • 基本原理：这是.NET Framework 中用于网络通信的基础类库。它基于 TCP 或 UDP 协议实现通信。对于实时通信，如果使用 TCP，它会在客户端和服务器之间建立一个可靠的连接，通过这个连接双方可以随时发送和接收数据。服务器端创建一个 Socket 实例并绑定到特定的 IP 地址和端口，开始监听传入的连接请求。客户端创建 Socket 实例并连接到服务器指定的地址和端口。一旦连接建立，双方就可以通过 Send 和 Receive 方法进行数据传输，从而实现实时通信。UDP 则是无连接的协议，适用于对实时性要求高但对数据准确性要求相对较低的场景，如实时视频流、音频流等，通过向特定的 IP 地址和端口发送数据包来传输数据。