Golang網(wǎng)絡(luò)編程N(yùn)et包淺析
?最近做了一個(gè)項(xiàng)目，其中用到了網(wǎng)絡(luò)編程，下面和大家分享下在Go中網(wǎng)絡(luò)編程的實(shí)現(xiàn)。在Go中， 網(wǎng)絡(luò)編程主要通過(guò) net 包實(shí)現(xiàn)。支持 包括TCP/IP、UDP、域名解析和Unix域socket等連接，此外，還通過(guò) net/http ，net/rpc 等提供了 HTTP，RPC等主流應(yīng)用層的連接協(xié)議。
1.TCP 服務(wù)
TCP 是最常用的網(wǎng)絡(luò)連接方式，以 TCP 連接為例，一個(gè)簡(jiǎn)單的 TCP 連接代碼示例。Client：
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"os"
"strings"
"net"
)
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")
if err != nil {
//handle
}
defer conn.Close()
inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
for{
//讀取輸入
readString,_ :=inputReader.ReadString('\n')
trim := strings.Trim(readString,"\r\n")
_,err :=conn.Write([]byte(trim))
if err!=nil{
return
}
buf := [512]byte{}
n,err := conn.Read(buf[:])
if err!=nil{
return
}
fmt.Println(string(buf[:n]))
}
}
Server：
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"net"
)
func main() {
listen,err:= net.Listen("tcp",":8088")
if err != nil{
//handle
}
for {
conn,err := listen.Accept()
if err != nil{
//handle
continue
}
defer conn.Close()
for {
//處理
reader := bufio.NewReader(conn)
var buf [1024]byte
read,err:= reader.Read(buf[:])
if err != nil{
//handle
}
recv := string(buf[:read])
fmt.Println("GET MESSAGE: ",recv)
conn.Write([]byte(recv))
}
}
}
2.TCP 連接在系統(tǒng)調(diào)用層面的實(shí)現(xiàn)
包括 TCP/IP 在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)連接，在類 unix 的操作系統(tǒng)里，都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)的,使用系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建 TCP 服務(wù)器的核心流程是：· 首先得能創(chuàng)建socket ，也就是得有個(gè) create 的接口；
- 首先得能創(chuàng)建socket ，也就是得有個(gè) create 的接口；
- 其次還得能綁定 ip 和端口號(hào)，也就是 bind，不然別人找不到你；
- 有了這些還得有點(diǎn)東西，那就是別人怎么連接你。也就是要有個(gè) connect 和 accept 的功能；
- 再者還得實(shí)現(xiàn)讀和寫，也就是 read 和 write，因?yàn)槲覀円ㄟ^(guò)socket 通信，不能讀不能寫肯定不行；
- 通信完畢后socket 要關(guān)閉；
- 創(chuàng)建 socket 連接 s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
- 綁定 地址 bind(s, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
- 啟動(dòng)監(jiān)聽 listen(s,5);
- 接收客戶端的連接 ns= accept(s, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen);
- 接收數(shù)據(jù) n = read( ns,buffer,255 );
- 發(fā)送數(shù)據(jù)，n = write(ns,"hello world",11)。
創(chuàng)建 TCP 客戶端的核心流程：
- 創(chuàng)建 socket 連接 s= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
- 連接服務(wù)器地址：connect(s, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))；
- 接收數(shù)據(jù) n = read( ns,buffer,255 );
- 發(fā)送數(shù)據(jù)，n = write(ns,"hello world",11)。
?socket() 等系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)，是 kernel 層面完成的,而net包就是對(duì)這些底層的流程做了封裝。
3、Go中TCP連接的實(shí)現(xiàn)
在客戶端中，建立連接conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")的底層源碼實(shí)現(xiàn)方法是：
func (d *Dialer) DialContext(ctx context.Context, network, address string) (Conn, error)
這個(gè)方法解析完網(wǎng)絡(luò)和地址后 ，主要有2種連接方式：
if len(fallbacks) > 0 {
c, err = sd.dialParallel(ctx, primaries, fallbacks)
} else {
c, err = sd.dialSerial(ctx, primaries)
}
而這兩種連接方式的都是調(diào)用：
func (sd *sysDialer) dialSingle(ctx context.Context, ra Addr) (c Conn, err error)
sd.dialSingle又支持4種類型：
sd.dialTCP(ctx, la, ra)
sd.dialUDP(ctx, la, ra)
sd.dialIP(ctx, la, ra)
sd.dialUnix(ctx, la, ra)
接續(xù)往下追溯，就能看到其實(shí)調(diào)用的是socket函數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用socket()。
如果多個(gè) goroutine 對(duì) conn 進(jìn)行讀寫，就會(huì)有多重讀，多重寫兩種情況，socket 是全雙工，所以讀寫之間互不影響。多 goroutine 讀的時(shí)候，其實(shí)沒(méi)什么影響。因?yàn)樽x的話，不會(huì)重復(fù)讀，多重讀不會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題。
多 goroutine 寫的時(shí)候，就有問(wèn)題了。多個(gè) goroutine 寫不能每個(gè)寫一半，必須保證每次寫是原子操作，好在 Go內(nèi)部實(shí)現(xiàn)寫的時(shí)候加了鎖。
TCP 連接建立后，每當(dāng)客戶端發(fā)來(lái)請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)端會(huì)建立新的連接。
conn,err := listen.Accept()
這個(gè)方法同樣往下追溯，能看到其實(shí)最底層的實(shí)現(xiàn)是系統(tǒng)調(diào)用syscall.Accept。
連接通信的過(guò)程中，如果某一方突然關(guān)閉，那另一方會(huì)有啥反應(yīng)？在實(shí)踐的過(guò)程中，總結(jié)如下：
當(dāng)對(duì)端異常關(guān)閉，如果己方 socket 中有數(shù)據(jù)，那么己方是會(huì)繼續(xù)讀取；當(dāng) socket 中無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，己方 Read 函數(shù)返回 EOF；
當(dāng)對(duì)端異常關(guān)閉，己方如果還在 socket 的緩沖中寫入，那么本次寫入成功，下次寫入就報(bào)錯(cuò)；· 當(dāng)己端關(guān)閉，讀寫均異常錯(cuò)誤。
4、結(jié)語(yǔ)
以上就是關(guān)于Go網(wǎng)絡(luò)編程的一些分享,雖然net包提供了對(duì)網(wǎng)絡(luò)原語(yǔ)的訪問(wèn)，但大多數(shù)使用者只需要Dial、Listen和Accpet函數(shù)的基本接口；以及Conn和Listener接口。net包主要是增加 context 控制，封裝了一些不同的連接類型以及DNS 查找等等，同時(shí)在有需要的地方引入 goroutine 提高處理效率。
