Golang網絡編程Net包淺析
?最近做了一個項目，其中用到了網絡編程，下面和大家分享下在Go中網絡編程的實現。在Go中， 網絡編程主要通過 net 包實現。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等主流應用層的連接協議。
1.TCP 服務
TCP 是最常用的網絡連接方式，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 連接在系統調用層面的實現
包括 TCP/IP 在內的各種網絡連接，在類 unix 的操作系統里，都是通過網絡系統調用實現的,使用系統調用創建 TCP 服務器的核心流程是：· 首先得能創建socket ，也就是得有個 create 的接口；
- 首先得能創建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 要關閉；
- 創建 socket 連接 s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
- 綁定 地址 bind(s, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
- 啟動監聽 listen(s,5);
- 接收客戶端的連接 ns= accept(s, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen);
- 接收數據 n = read( ns,buffer,255 );
- 發送數據，n = write(ns,"hello world",11)。
創建 TCP 客戶端的核心流程：
- 創建 socket 連接 s= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
- 連接服務器地址：connect(s, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))；
- 接收數據 n = read( ns,buffer,255 );
- 發送數據，n = write(ns,"hello world",11)。
?socket() 等系統調用的實現，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
在客戶端中，建立連接conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")的底層源碼實現方法是：
func (d *Dialer) DialContext(ctx context.Context, network, address string) (Conn, error)
這個方法解析完網絡和地址后 ，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)
接續往下追溯，就能看到其實調用的是socket函數，實現系統調用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，不會重復讀，多重讀不會引發安全問題。
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內部實現寫的時候加了鎖。
TCP 連接建立后，每當客戶端發來請求時，服務端會建立新的連接。
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是系統調用syscall.Accept。
連接通信的過程中，如果某一方突然關閉，那另一方會有啥反應？在實踐的過程中，總結如下：
當對端異常關閉，如果己方 socket 中有數據，那么己方是會繼續讀取；當 socket 中無數據時，己方 Read 函數返回 EOF；
當對端異常關閉，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；· 當己端關閉，讀寫均異常錯誤。
4、結語
以上就是關于Go網絡編程的一些分享,雖然net包提供了對網絡原語的訪問，但大多數使用者只需要Dial、Listen和Accpet函數的基本接口；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。
