schnelle Server Client Verbindung ohne Verluste

[jaenicke]

Wenn es so schnell sein muss, sollten die Daten sofort an einen anderen Thread zur Verarbeitung gegeben werden und dort erst die Pakete extrahiert werden. So bekomme ich eine sehr geringe Latenz. Client:

Delphi-Quellcode:

program Project204;

uses
  System.Classes, System.SysUtils, IdTCPClient, IdGlobal;

type
  TMyTCPClient = class
  private
    FClient: TIdTCPClient;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Connect(const AHost: string; APort: Integer);
    procedure Disconnect;
    procedure SendData(const Data: TIdBytes);
  end;

{ TMyTCPClient }

constructor TMyTCPClient.Create;
begin
  FClient := TIdTCPClient.Create(nil);
end;

destructor TMyTCPClient.Destroy;
begin
  Disconnect;
  FreeAndNil(FClient);
  inherited;
end;

procedure TMyTCPClient.Connect(const AHost: string; APort: Integer);
begin
  FClient.Host := AHost;
  FClient.Port := APort;
  FClient.ConnectTimeout := 5000; // 5 Sekunden Timeout
  FClient.ReadTimeout := 5000;    // 5 Sekunden Timeout für Lesevorgänge
  FClient.Connect;
  Writeln('Verbunden mit ', AHost, ':', APort);
end;

procedure TMyTCPClient.Disconnect;
begin
  if FClient.Connected then
  begin
    FClient.Disconnect;
    Writeln('Verbindung getrennt.');
  end;
end;

procedure TMyTCPClient.SendData(const Data: TIdBytes);
begin
  if FClient.Connected then
  begin
    FClient.IOHandler.Write(Data);
    Writeln(Now, 'Gesendet: ', Length(Data), ' Bytes');
  end
  else
    Writeln('Fehler: Nicht verbunden.');
end;

var
  MyClient: TMyTCPClient;
  TestData: TIdBytes;
begin
  try
    MyClient := TMyTCPClient.Create;
    try
      MyClient.Connect('127.0.0.1', 5000);

      SetLength(TestData, 1024);
      FillChar(TestData[0], Length(TestData), 65);

       for var i := 1 to 1000000 do
        MyClient.SendData(TestData);

      Readln;
      MyClient.Disconnect;
    finally
      FreeAndNil(MyClient);
    end;
  except
    on E: Exception do
      Writeln('Fehler: ', E.Message);
  end;
end.

Server:

Delphi-Quellcode:

program Project203;

uses
  System.Classes, System.SysUtils, System.SyncObjs, IdTCPServer, IdContext, IdGlobal, System.Generics.Collections;

type
  TDataQueue = class
  private
    FQueue: TQueue<TIdBytes>;
    FLock: TCriticalSection;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Enqueue(const Data: TIdBytes);
    function Dequeue: TIdBytes;
  end;

  TProcessingThread = class(TThread)
  private
    FDataQueue: TDataQueue;
  protected
    procedure Execute; override;
  public
    constructor Create(ADataQueue: TDataQueue);
  end;

  TMyTCPServer = class
  private
    FServer: TIdTCPServer;
    FDataQueue: TDataQueue;
    FProcessingThread: TProcessingThread;
    procedure OnExecuteHandler(AContext: TIdContext);
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Start;
    procedure Stop;
  end;

{ TDataQueue }

constructor TDataQueue.Create;
begin
  FQueue := TQueue<TIdBytes>.Create;
  FLock := TCriticalSection.Create;
end;

destructor TDataQueue.Destroy;
begin
  FQueue.Free;
  FLock.Free;
  inherited;
end;

procedure TDataQueue.Enqueue(const Data: TIdBytes);
begin
  FLock.Acquire;
  try
    FQueue.Enqueue(Data);
  finally
    FLock.Release;
  end;
end;

function TDataQueue.Dequeue: TIdBytes;
begin
  FLock.Acquire;
  try
    if FQueue.Count > 0 then
      Result := FQueue.Dequeue
    else
      SetLength(Result, 0);
  finally
    FLock.Release;
  end;
end;

{ TProcessingThread }

constructor TProcessingThread.Create(ADataQueue: TDataQueue);
begin
  FDataQueue := ADataQueue;
  inherited Create(False);
end;

procedure TProcessingThread.Execute;
var
  Data: TIdBytes;
begin
  while not Terminated do
  begin
    Data := FDataQueue.Dequeue;
    if Length(Data) > 0 then
    begin
      Writeln('Empfangen: ', Length(Data), ' Bytes');
    end
    else
      Sleep(1);
  end;
end;

{ TMyTCPServer }

constructor TMyTCPServer.Create;
begin
  FDataQueue := TDataQueue.Create;
  FProcessingThread := TProcessingThread.Create(FDataQueue);
  FServer := TIdTCPServer.Create(nil);
  FServer.DefaultPort := 5000;
  FServer.OnExecute := OnExecuteHandler;
end;

destructor TMyTCPServer.Destroy;
begin
  Stop;
  FreeAndNil(FServer);
  FreeAndNil(FProcessingThread);
  FreeAndNil(FDataQueue);
  inherited;
end;

procedure TMyTCPServer.OnExecuteHandler(AContext: TIdContext);
var
  Buffer: TIdBytes;
begin
  SetLength(Buffer, 8192);
  while AContext.Connection.IOHandler.InputBuffer.Size > 0 do
  begin
    AContext.Connection.IOHandler.ReadBytes(Buffer, Length(Buffer), False);
    FDataQueue.Enqueue(Buffer);
  end;
end;

procedure TMyTCPServer.Start;
begin
  FServer.Active := True;
end;

procedure TMyTCPServer.Stop;
begin
  FServer.Active := False;
end;

var
  MyServer: TMyTCPServer;

begin
  try
    MyServer := TMyTCPServer.Create;
    MyServer.Start;
    Writeln('Server läuft auf Port 5000. Drücke Enter zum Beenden.');
    Readln;
    MyServer.Stop;
    FreeAndNil(MyServer);
  except
    on E: Exception do
      Writeln('Fehler: ', E.Message);
  end;
end.

[AJ_Oldendorf]

Danke jaenicke und danke an Kas Ob.

Ich habe verstanden, dass TCPIP und Indy mein Grundprinzip locker abdecken können. Ich darf nur nicht mit ReadLn und WriteLn arbeiten. Ich werde versuchen, meine Software umzugestalten (auf getrenntes Senden und Empfangen in Threads) sowie ohne Terminator und TIdBytes sowie immer Maximum lesen. Ich werde berichten...

[mjustin]

Zitat von AJ_Oldendorf:

Ich darf nur nicht mit ReadLn und WriteLn arbeiten.

Mit Indy darf man auch ReadLn und WriteLn verwenden, ohne Performanceproblem.

Indy verwendet einen 32K (default) großen Buffer für das Empfangen von Daten. Man kann die Buffergröße bei Bedarf auch noch erhöhen (siehe TIdIOHandler.SendBufferSize property). Auch beim Senden wird ein 32k (default) großer Buffer verwendet.

Dass IOHandler.ReadLn / WriteLn schlechtere Performance hat, wäre schon vor Jahren Thema in den einschlägigen Delphi-Foren gewesen, wenn es denn wahr wäre.

[DenkDirNix]

Zitat von jaenicke:

Wenn es so schnell sein muss, sollten die Daten sofort an einen anderen Thread zur Verarbeitung gegeben werden und dort erst die Pakete extrahiert werden. So bekomme ich eine sehr geringe Latenz.

Ich habe Deinen Code mal ausprobiert, der Übersichtlichkeit halber sendet mein Client nur 10 Pakete à 1024 Bytes. Der Server empfängt aber nur einmal 8192 Bytes und bleibt dann hängen. Kann da ein Fehler im OnExecuteHandler des Servers vorliegen? Dies ist unabhängig von der Verwendung der Queue.

[jaenicke]

Bei mir läuft das so 1:1 durch. Wenn das bei dir hängt, ist die Frage, wo der Server dann hängt. Da es bei mir nicht passiert, tappe ich da im Dunkeln, da müsstest du mal im Debugger schauen...

[DenkDirNix]

Zitat von jaenicke:

Bei mir läuft das so 1:1 durch. Wenn das bei dir hängt, ist die Frage, wo der Server dann hängt. Da es bei mir nicht passiert, tappe ich da im Dunkeln, da müsstest du mal im Debugger schauen...

Meine Änderung an Deinem Code ist wie gesagt nur die, dass der Client nur 10 mal 1024 Bytes schickt.

Anbei mal der Stack (kann man den aus der IDE auch direkt als Text speichern ???).
Im OnExecuteHandler werden im ersten Durchlauf 8192 von den vorliegenden 10240 Bytes abgeholt, der zweite Durchlauf für die restlichen 2048 Bytes führt dann zum gezeigten Stack so weit ich ihn verfolgt habe. Leider führt der Befehl "Pause" für einen hängenden Prozess ja nur zu einem leeren Stack.

Der etwas irritierende Parameterwert "-2" im ReadFromSource() ist nicht der Original-Aufrufparameter sondern der vom Code dann auf "IdTimeoutInfinite" geänderte.

[jaenicke]

Ach so, ja, das ist Absicht. Es ging ja um Geschwindigkeitstest, da habe ich den Fall, dass ein Paket oder eine Gruppe von Paketen (8192 Byte) nicht vollständig ankommt, nicht behandelt.

[MyRealName]

Ich habe früher viel RealThinClient genutzt, auch mittlerweile OpenSource. Ist sehr stabil, schnell und einfach zu implementieren

[Kas Ob.]

Zitat von MyRealName:

Ich habe früher viel RealThinClient genutzt, auch mittlerweile OpenSource. Ist sehr stabil, schnell und einfach zu implementieren

Good choice and great advice, as RTC is the best of them all !

I either do low level using API for extra tweaking or RTC for anything else, also notice with RTC, you don't need to use its components and classes from the palate, but can use the RAW ones for TCP and UDP, they are powerful and comes with threading (pool and sync... etc) out-of-the-box that can be switched from Multithreaded (asynchronous) to Single-thread (synchronous) by flipping a bool.

[AJ_Oldendorf]

@jaenicke
Ich habe dein Code mal minimal angepasst gemäß deinem Beitrag hier:

https://www.delphipraxis.net/1547639-post18.html

Server:

Delphi-Quellcode:

program Server;

uses
  System.Classes,
  System.SysUtils,
  System.SyncObjs,
  IdTCPServer,
  IdContext,
  IdGlobal,
  System.Generics.Collections,
  System.Diagnostics;

type
  TDataQueue = class
  private
    FQueue: TQueue<TIdBytes>;
    FLock: TCriticalSection;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Enqueue(const Data: TIdBytes);
    function Dequeue: TIdBytes;
  end;

  TProcessingThread = class(TThread)
  private
    FDataQueue: TDataQueue;

    Anz : Integer;
  protected
    procedure Execute; override;
  public
    constructor Create(ADataQueue: TDataQueue);
  end;

  TMyTCPServer = class
  private
    FServer: TIdTCPServer;
    FDataQueue: TDataQueue;
    FProcessingThread: TProcessingThread;
    procedure OnExecuteHandler(AContext: TIdContext);
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Start;
    procedure Stop;
  end;

{ TDataQueue }

constructor TDataQueue.Create;
begin
  FQueue := TQueue<TIdBytes>.Create;
  FLock := TCriticalSection.Create;
end;

destructor TDataQueue.Destroy;
begin
  FQueue.Free;
  FLock.Free;
  inherited;
end;

procedure TDataQueue.Enqueue(const Data: TIdBytes);
begin
  FLock.Acquire;
  try
    FQueue.Enqueue(Data);
  finally
    FLock.Release;
  end;
end;

function TDataQueue.Dequeue: TIdBytes;
begin
  FLock.Acquire;
  try
    if FQueue.Count > 0 then
      Result := FQueue.Dequeue
    else
      SetLength(Result, 0);
  finally
    FLock.Release;
  end;
end;

{ TProcessingThread }

constructor TProcessingThread.Create(ADataQueue: TDataQueue);
begin
  FDataQueue := ADataQueue;
  Anz := 0;
  inherited Create(False);
end;

procedure TProcessingThread.Execute;
var
  Data: TIdBytes;
  sw3 : TStopwatch;
  t3 : Int64;
begin
  while not Terminated do
  begin
    Data := FDataQueue.Dequeue;
    if Length(Data) > 0 then
    begin
      Inc(Anz, Length(Data));

      Writeln('Empfangen: ', Length(Data), ' Bytes' + '- Anz: ' + Anz.ToString);

      Writeln('Gesamtlänge: ' + Anz.ToString + ' Bytes');
    end
    else
      Sleep(1);
  end;
end;

{ TMyTCPServer }

constructor TMyTCPServer.Create;
begin
  FDataQueue := TDataQueue.Create;
  FProcessingThread := TProcessingThread.Create(FDataQueue);
  FServer := TIdTCPServer.Create(nil);
  FServer.DefaultPort := 5000;
  FServer.OnExecute := OnExecuteHandler;
end;

destructor TMyTCPServer.Destroy;
begin
  Stop;
  FreeAndNil(FServer);
  FreeAndNil(FProcessingThread);
  FreeAndNil(FDataQueue);
  inherited;
end;

procedure TMyTCPServer.OnExecuteHandler(AContext: TIdContext);
var
  Buffer: TIdBytes;
begin
  //SetLength(Buffer, 61000);  //<- nicht feste größe einlesen
  while AContext.Connection.IOHandler.InputBuffer.Size > 0 do
  begin
    SetLength(Buffer, AContext.Connection.IOHandler.InputBuffer.Size); //<- so viel einlesen wie im Buffer enthalten ist
    AContext.Connection.IOHandler.ReadBytes(Buffer, Length(Buffer), False);
    FDataQueue.Enqueue(Buffer);
  end;
end;

procedure TMyTCPServer.Start;
begin
  FServer.Active := True;
end;

procedure TMyTCPServer.Stop;
begin
  FServer.Active := False;
end;

var
  MyServer: TMyTCPServer;

begin
  try
    MyServer := TMyTCPServer.Create;
    MyServer.Start;
    Writeln('Server läuft auf Port 5000. Drücke Enter zum Beenden.');
    Readln;
    MyServer.Stop;
    FreeAndNil(MyServer);
  except
    on E: Exception do
      Writeln('Fehler: ', E.Message);
  end;
end.

Client:

Delphi-Quellcode:

program Client;

uses
  System.Classes,
  System.SysUtils,
  IdTCPClient,
  IdGlobal,
  System.Diagnostics;

type
  TMyTCPClient = class
  private
    FClient: TIdTCPClient;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure Connect(const AHost: string; APort: Integer);
    procedure Disconnect;
    procedure SendData(const Data: TIdBytes);
  end;

{ TMyTCPClient }

constructor TMyTCPClient.Create;
begin
  FClient := TIdTCPClient.Create(nil);
end;

destructor TMyTCPClient.Destroy;
begin
  Disconnect;
  FreeAndNil(FClient);
  inherited;
end;

procedure TMyTCPClient.Connect(const AHost: string; APort: Integer);
begin
  FClient.Host := AHost;
  FClient.Port := APort;
  FClient.ConnectTimeout := 5000; // 5 Sekunden Timeout
  FClient.ReadTimeout := 5000; // 5 Sekunden Timeout für Lesevorgänge
  FClient.Connect;
  //FClient.IOHandler.RecvBufferSize := 32768;
  //FClient.IOHandler.SendBufferSize := 32768;
  //FClient.IOHandler.RecvBufferSize := 61440;
  //FClient.IOHandler.SendBufferSize := 61440;
  Writeln('Verbunden mit ', AHost, ':', APort);
end;

procedure TMyTCPClient.Disconnect;
begin
  if FClient.Connected then
  begin
    FClient.Disconnect;
    Writeln('Verbindung getrennt.');
  end;
end;

procedure TMyTCPClient.SendData(const Data: TIdBytes);
begin
  if FClient.Connected then
  begin
    FClient.IOHandler.Write(Data);
    //Writeln(Now, ' Gesendet: ', Length(Data), ' Bytes');
  end
  else
  begin
    Writeln('Fehler: Nicht verbunden.');
  end;
end;

var
  MyClient: TMyTCPClient;
  TestData: TIdBytes;
  Anz : LongWord;
begin
  try
    MyClient := TMyTCPClient.Create;
    try
      MyClient.Connect('127.0.0.1', 5000);

      var sw3 := TStopwatch.StartNew;
      var t3 : Int64;

      SetLength(TestData, 61000); //1024
      FillChar(TestData[0], Length(TestData), 65);

      Anz := 0;

      for var i := 1 to 20 do
      begin
        Inc(Anz, Length(TestData));

        MyClient.SendData(TestData);
      end;

      t3 := sw3.ElapsedMilliseconds; //Zeitmessung stoppen
      Writeln('Zeitdauer: ' + t3.ToString + ' ms');

      Writeln('Gesamtlänge: ' + Anz.ToString + ' Bytes');

      Readln;
      MyClient.Disconnect;
    finally
      FreeAndNil(MyClient);
    end;
  except
    on E: Exception do
      Writeln('Fehler: ', E.Message);
  end;
end.

Folgendes Erscheinungsbild:

1) Client sendet mit 20 Telegrammen in Summe 1220000 Bytes, wird auch angezeigt
2) Server empfängt in 38 Telegrammen die 1220000 Bytes, wird auch angezeigt
3) CPU Auslastung vom Server steigt danach auf 5-7% ohne das weitere Daten empfangen werden oder vom Client geschickt werden

Beim OnExecuteHandler vom Server habe ich eine kleine Anpassung gemacht (siehe Kommentar).

Frage:
Woran liegt das mit der CPU Auslastung und wie bekommt man das gelöst?
Müsste der Server nicht auch 20 Telegramme á 61000 Bytes empfangen, anstatt 38 Stück?