C# WebSocket 心跳检测实现（从零开始构建稳定可靠的 WebSocket 连接保活机制）

什么是 WebSocket 心跳检测？

心跳检测（Heartbeat）是一种用于检测连接是否仍然存活的机制。客户端和服务器定期互相发送“心跳包”（通常是简单的 Ping/Pong 消息），如果一方在规定时间内未收到回应，则认为连接已断开，并进行重连或其他处理。

在 C# 中使用 System.Net.WebSockets 命名空间提供的 ClientWebSocket 类，我们可以轻松实现这一功能。

实现步骤详解

1. 创建 WebSocket 客户端

首先，我们需要建立一个 WebSocket 连接：

using System;using System.Net.WebSockets;using System.Text;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;class WebSocketClient{    private ClientWebSocket _webSocket;    private readonly Uri _uri;    private CancellationTokenSource _cts;    public WebSocketClient(string url)    {        _uri = new Uri(url);        _webSocket = new ClientWebSocket();        _cts = new CancellationTokenSource();    }    public async Task ConnectAsync()    {        await _webSocket.ConnectAsync(_uri, CancellationToken.None);        Console.WriteLine("WebSocket 连接成功！");    }}  

2. 实现心跳发送逻辑

我们通过一个定时器（或后台任务）定期向服务器发送 Ping 消息。通常使用文本消息如 {"type":"ping"}，或者直接使用 WebSocket 协议内置的 Ping/Pong 控制帧（但 .NET 的 ClientWebSocket 不直接暴露控制帧 API，因此常用文本模拟）。

private async Task StartHeartbeatAsync(int intervalSeconds = 30){    while (!_cts.Token.IsCancellationRequested)    {        try        {            if (_webSocket.State == WebSocketState.Open)            {                var pingMessage = Encoding.UTF8.GetBytes("{\"type\":\"ping\"}");                await _webSocket.SendAsync(                    new ArraySegment<byte>(pingMessage),                    WebSocketMessageType.Text,                    true,                    _cts.Token);                Console.WriteLine("[心跳] 已发送 Ping 消息");            }        }        catch (Exception ex)        {            Console.WriteLine($"[心跳] 发送失败: {ex.Message}");            break;        }        // 等待指定间隔（例如30秒）        await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(intervalSeconds), _cts.Token);    }}  

3. 监听服务器响应（可选）

理想情况下，服务器收到 Ping 后应回复 Pong。你可以在接收消息的循环中判断是否为 Pong 响应，并更新“最后收到心跳时间”。若超时未收到，则主动断开连接。

public async Task ReceiveMessagesAsync(){    var buffer = new byte[1024 * 4];    while (_webSocket.State == WebSocketState.Open)    {        var result = await _webSocket.ReceiveAsync(            new ArraySegment<byte>(buffer),            _cts.Token);        if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Close)        {            await _webSocket.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, "", CancellationToken.None);            break;        }        var message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, result.Count);        Console.WriteLine($"收到消息: {message}");        // 如果是 Pong 响应，可记录时间或忽略        if (message.Contains("pong") || message.Contains("ping"))        {            Console.WriteLine("[心跳] 收到服务器响应");        }    }}  

4. 启动整个流程

将连接、心跳、消息接收整合起来：

public async Task StartAsync(){    await ConnectAsync();    // 并行启动心跳和消息接收    var heartbeatTask = StartHeartbeatAsync(30); // 每30秒一次    var receiveTask = ReceiveMessagesAsync();    // 等待任一任务结束（如连接关闭）    await Task.WhenAny(heartbeatTask, receiveTask);    Console.WriteLine("WebSocket 连接已终止。");}// 使用示例static async Task Main(string[] args){    var client = new WebSocketClient("wss://your-websocket-server.com/ws");    await client.StartAsync();}  

注意事项与最佳实践

• 心跳间隔不宜过短（如1秒），避免增加服务器负担；也不宜过长（如5分钟），可能无法及时发现断连。推荐 20~60 秒。
• 务必在 CancellationToken 支持下优雅取消心跳任务，防止内存泄漏。
• 某些 WebSocket 服务器（如 Socket.IO）有自己定义的心跳协议，请参考其文档。
• 在生产环境中，建议加入自动重连机制，提升鲁棒性。

总结

通过本文，你已经掌握了如何在 C# 中实现 WebSocket 心跳检测。这项技术对于构建高可用的实时应用（如聊天系统、股票行情推送、在线游戏等）至关重要。记住关键词：C# WebSocket 心跳检测、WebSocket 心跳机制、C# 实现 WebSocket 心跳 和 C# WebSocket 连接保活，它们是你后续深入学习和 SEO 优化的核心。

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