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72-network-ws-client

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SKILL.md

72-network-ws-client

Status: ACTIVE
AppliesTo: v10
Type: Policy / Requirements

Purpose

Devian 런타임에 WebSocket 기반 클라이언트 런타임을 추가한다.

이 SKILL은 정책/요구사항/설계 의도를 정의한다. 구현 및 공개 API는 코드가 정답이며, 여기의 시그니처/예시는 참고용이다.

Namespace 정책: 모든 타입은 namespace Devian 단일을 사용한다. 네트워크 계열 public API는 Net 접두사로 명확화한다.

Scope

목표 (In Scope)

  • NetWsClient: WebSocket 클라이언트 (sync public API, background threads)
  • NetClient: 프레임 수신 → 디스패치 라우팅
  • INetRuntime: opcode 기반 디스패치 인터페이스 (이미 Net 포함, 유지)
  • NetFrameV1: 프레임 포맷 파서 ([opcode:int32LE][payload...])

비목표 (Out of Scope)

  • TypeScript 변경 없음
  • HTTP/RPC는 별도 SKILL에서 다룸
  • 기존 INetPacketSender, NetPacketEnvelope API 변경 없음

Relationship with Devian

이 SKILL은 namespace Devian에 네트워크 기능을 제공한다.

기존 추가 (이 SKILL)
INetPacketSender 변경 없음
NetPacketEnvelope 변경 없음
- NetFrameV1
- INetRuntime
- NetClient
- NetWsClient

File Paths (Reference)

framework-cs/module/Devian/src/Net/
├── NetFrameV1.cs
├── INetRuntime.cs
├── NetClient.cs
└── Transports/
    └── NetWsClient.cs

API Signatures (Reference)

Note: 아래는 이해를 돕기 위한 참고 예시이며, 최종 시그니처/공개 API는 코드가 정답이다.
코드 변경 시 이 문서를 'SSOT'로 맞추지 않는다. 필요하면 문서를 참고 수준으로 갱신한다.

NetFrameV1

csharp
namespace Devian
{
    public static class NetFrameV1
    {
        /// <summary>
        /// Frame format: [opcode:int32LE][payload...]
        /// </summary>
        public static bool TryParse(
            ReadOnlySpan<byte> frame,
            out int opcode,
            out ReadOnlySpan<byte> payload);

        /// <summary>
        /// Build frame into destination buffer.
        /// Returns bytes written.
        /// </summary>
        public static int Build(
            Span<byte> destination,
            int opcode,
            ReadOnlySpan<byte> payload);

        /// <summary>
        /// Calculate total frame size.
        /// </summary>
        public static int CalculateSize(int payloadLength);
    }
}

INetRuntime

csharp
namespace Devian
{
    public interface INetRuntime
    {
        /// <summary>
        /// Dispatch inbound message by opcode.
        /// Returns true if handled, false otherwise.
        /// </summary>
        bool TryDispatchInbound(int sessionId, int opcode, ReadOnlySpan<byte> payload);
    }
}

NetClient

csharp
namespace Devian
{
    public sealed class NetClient
    {
        public NetClient(INetRuntime runtime);

        /// <summary>
        /// Called by transport when a complete frame is received.
        /// Parses frame and dispatches to runtime.
        /// </summary>
        public void OnFrame(int sessionId, ReadOnlySpan<byte> frame);
    }
}

NetWsClient

csharp
namespace Devian
{
    public sealed class NetWsClient : IDisposable
    {
        public NetWsClient(NetClient core, int sessionId = 0);

        public bool IsOpen { get; }

        public event Action? OnOpen;
        public event Action<ushort, string>? OnClose;
        public event Action<Exception>? OnError;

        /// <summary>
        /// Synchronously connect and start background recv/send threads.
        /// </summary>
        public void Connect(string url, string[]? subProtocols = null);

        /// <summary>
        /// Synchronously enqueue frame for sending.
        /// </summary>
        public void SendFrame(ReadOnlySpan<byte> frame);

        /// <summary>
        /// Request graceful close.
        /// </summary>
        public void Close();

        /// <summary>
        /// Process dispatch queue on calling thread (Unity main thread).
        /// </summary>
        public void Update();

        public void Dispose();
    }
}

Frame Format (NetFrameV1)

+------------------+------------------+
| opcode (4 bytes) | payload (N bytes)|
| int32 LE         | raw bytes        |
+------------------+------------------+
  • opcode: 32-bit signed integer, little-endian
  • payload: 0 or more bytes

Close → OnClose 보장 (Hard Rule)

로컬 Close() 호출 시 OnClose 이벤트가 반드시 발생해야 한다.

  • 서버 응답 여부와 무관하게 OnClose 발생 필수
  • RecvLoop blocking 중이어도 OnClose 발생 필수
  • CancellationToken.None으로 무한 대기 금지

위반 시 FAIL:

  • Close() 후 OnClose 안 오면 FAIL
  • 서버가 응답 안 해도 일정 시간 내 OnClose 와야 함

Performance / GC Rules (Hard Rules)

MUST

  1. ToArray() 금지: 수신/송신 경로에서 ToArray() 호출 금지
  2. ArrayPool 기반 버퍼 재사용:
    • 수신: ArrayPool<byte>.Shared.Rent() → 누적 → 처리 후 재사용
    • 송신: caller span을 rented buffer에 복사 → 전송 후 Return()
  3. Send는 sync enqueue (Non-WebGL): SendFrame()은 즉시 반환, 실제 전송은 send thread
  4. Receive는 pool buffer 누적 (Non-WebGL): EndOfMessage에서만 core로 전달

WebGL Note: 이 문서에서 "send/recv thread"는 Non-WebGL을 의미한다. WebGL에서는 스레드가 없으며, WebSocket 메시지 경계가 프레임 경계가 된다. 따라서 수신은 브라우저 콜백에서 NetworkClient 파이프라인으로 전달되고, 전송은 JS WebSocket send로 수행된다.

MUST NOT

  1. public API에 async 노출 금지 (Connect, SendFrame, Close는 sync)
  2. 핫 경로에서 allocation 금지

Threading Model

┌─────────────────┐
│   Main Thread   │
│  (Unity Update) │
│                 │
│  Update() ──────┼──→ dispatch queue drain
│  SendFrame() ───┼──→ send queue enqueue
│  Connect()      │
│  Close()        │
└─────────────────┘
         │
         ▼
┌─────────────────┐     ┌─────────────────┐
│   Send Thread   │     │   Recv Thread   │
│                 │     │                 │
│  dequeue ───────┼──→  │  ReceiveAsync   │
│  SendAsync      │     │  ──→ OnFrame()  │
└─────────────────┘     └─────────────────┘

WebGL Exception (UNITY_WEBGL && !UNITY_EDITOR)

WebGL에서는 브라우저 제약으로 스레드 기반 send/recv 루프를 사용하지 않는다.

  • 송신: ArrayPool<byte> + GCHandle.Alloc(Pinned) → WS_SendBinary(ptr,len) (ToArray 없음)
  • 수신: JS가 _malloc으로 WASM heap에 복사 → C#이 Marshal.Copy로 ArrayPool<byte>에 복사 후 처리 → WS_FreeBuffer(ptr)로 해제
  • Public API 및 프레임 처리 파이프라인(NetClient로 전달)은 동일하다.
  • Performance/GC Hard Rules(ToArray 금지, pool 재사용, 핫 경로 alloc 금지)를 WebGL도 동일하게 만족한다.

Event Dispatch

Event Parameters 설명
OnOpen - 연결 성공
OnClose ushort code, string reason 연결 종료
OnError Exception ex 오류 발생
  • 이벤트는 dispatch queue를 통해 Update()에서 실행 (Unity 호환)
  • Unity가 아닌 환경에서는 즉시 호출로 변경 가능

Build Target

  • netstandard2.1 유지
  • ClientWebSocket이 누락되면 System.Net.WebSockets.Client 패키지 조건부 추가 가능
  • 기본은 패키지 추가 없이 시도

Reference

  • Parent Module: Devian (단일 런타임 모듈, namespace Devian)
  • Related: skills/devian-core/10-core-runtime/SKILL.md

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