Golang網(wǎng)絡(luò)編程Net包淺析
?最近做了一個項目,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)編程的實現(xiàn)。在Go中, 網(wǎng)絡(luò)編程主要通過 net 包實現(xiàn)。支持 包括TCP/IP、UDP、域名解析和Unix域socket等連接,此外,還通過 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,一個簡單的 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,都是通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)用實現(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 create 的接口;
- 首先得能創(chuàng)建socket ,也就是得有個 create 的接口;
- 其次還得能綁定 ip 和端口號,也就是 bind,不然別人找不到你;
- 有了這些還得有點東西,那就是別人怎么連接你。也就是要有個 connect 和 accept 的功能;
- 再者還得實現(xiàn)讀和寫,也就是 read 和 write,因為我們要通過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)用的實現(xiàn),是 kernel 層面完成的,而net包就是對這些底層的流程做了封裝。
3、Go中TCP連接的實現(xiàn)
在客戶端中,建立連接conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")的底層源碼實現(xiàn)方法是:
func (d *Dialer) DialContext(ctx context.Context, network, address string) (Conn, error)
這個方法解析完網(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,就能看到其實調(diào)用的是socket函數(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用socket()。
如果多個 goroutine 對 conn 進行讀寫,就會有多重讀,多重寫兩種情況,socket 是全雙工,所以讀寫之間互不影響。多 goroutine 讀的時候,其實沒什么影響。因為讀的話,不會重復(fù)讀,多重讀不會引發(fā)安全問題。
多 goroutine 寫的時候,就有問題了。多個 goroutine 寫不能每個寫一半,必須保證每次寫是原子操作,好在 Go內(nèi)部實現(xiàn)寫的時候加了鎖。
TCP 連接建立后,每當(dāng)客戶端發(fā)來請求時,服務(wù)端會建立新的連接。
conn,err := listen.Accept()
這個方法同樣往下追溯,能看到其實最底層的實現(xiàn)是系統(tǒng)調(diào)用syscall.Accept。
連接通信的過程中,如果某一方突然關(guān)閉,那另一方會有啥反應(yīng)?在實踐的過程中,總結(jié)如下:
當(dāng)對端異常關(guān)閉,如果己方 socket 中有數(shù)據(jù),那么己方是會繼續(xù)讀?。划?dāng) socket 中無數(shù)據(jù)時,己方 Read 函數(shù)返回 EOF;
當(dāng)對端異常關(guān)閉,己方如果還在 socket 的緩沖中寫入,那么本次寫入成功,下次寫入就報錯;· 當(dāng)己端關(guān)閉,讀寫均異常錯誤。
4、結(jié)語
以上就是關(guān)于Go網(wǎng)絡(luò)編程的一些分享,雖然net包提供了對網(wǎng)絡(luò)原語的訪問,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,同時在有需要的地方引入 goroutine 提高處理效率。