Go語言七篇入門教程六網(wǎng)絡編程
1. Socket 編程
在 Go 語言中編寫網(wǎng)絡程序時,我們將看不到傳統(tǒng)的編碼形式。以前我們使用 Socket 編程時,會按照如下步驟展開。
建立 Socket:使用 socket()函數(shù)。
綁定 Socket:使用 bind()函數(shù)。
監(jiān)聽:使用 listen()函數(shù)。或者連接:使用 connect()函數(shù)。
接受連接:使用 accept()函數(shù)。
接收:使用 receive()函數(shù)?;蛘甙l(fā)送:使用 send()函數(shù)。
Go 語言標準庫對此過程進行了抽象和封裝。無論我們期望使用什么協(xié)議建立什么形式的連接,都只需要調(diào)用 net.Dial()即可。
1.1 Dial()函數(shù)
Dial()函數(shù)的原型如下:
func Dial(net, addr string) (Conn, error)
其中 net 參數(shù)是網(wǎng)絡協(xié)議的名字,addr 參數(shù)是IP 地址或域名,而端口號以:的形式跟隨在地址或域名的后面,端口號可選。如果連接成功,返回連接對象,否則返回 error。
我們來看一下幾種常見協(xié)議的調(diào)用方式。
TCP 鏈接:
conn, err := net.Dial("tcp", "192.168.1.8:3000")
UDP鏈接:
conn, err := net.Dial("udp", "192.168.1.12:975")
ICMP鏈接(使用協(xié)議名稱):
conn, err := net.Dial("ip4:icmp", "www.baidu.com")
ICMP鏈接(使用協(xié)議編號):
conn, err := net.Dial("ip4:1", "10.0.0.3")
在成功建立連接后,我們就可以進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。發(fā)送數(shù)據(jù)時,使用 conn 的Write()成員方法,接收數(shù)據(jù)時使用 Read()方法。
2. HTTP 編程
2.1 HTTP 客戶端
Go 內(nèi)置的 net/http 包提供了最簡潔的 HTTP 客戶端實現(xiàn),我們無需借助第三方網(wǎng)絡通信庫(比如 libcurl)就可以直接使用 HTTP 中用得最多的 GET 和 POST 方式請求數(shù)據(jù)。
基本方法
net/http 包的 Client 類型提供了如下幾個方法,讓我們可以用最簡潔的方式實現(xiàn)HTTP 請求:
func (c *Client) Get(url string) (r *Response, err error) func (c *Client) Post(url string, bodyType string, body io.Reader) (r *Response, err error) func (c *Client) PostForm(url string, data url.Values) (r *Response, err error) func (c *Client) Head(url string) (r *Response, err error) func (c *Client) Do(req *Request) (resp *Response, err error)
下面概要介紹這幾個方法。
- http.Get()
要請求一個資源,只需調(diào)用 http.Get()方法(等價于 http.DefaultClient.Get())即可,示例代碼如下:
resp, err := http.Get("http://example.com/")
if err != nil { // 處理錯誤 ...
return
}
defer resp.Body.close()
io.Copy(os.Stdout, resp.Body)
上面這段代碼請求一個網(wǎng)站首頁,并將其網(wǎng)頁內(nèi)容打印到標準輸出流中。
- http.Post()
要以POST 的方式發(fā)送數(shù)據(jù),也很簡單,只需調(diào)用 http.Post()方法并依次傳遞下面的 3 個參數(shù)即可:
請求的目標 URL將要 POST 數(shù)據(jù)的資源類型(MIMEType)數(shù)據(jù)的比特流([]byte 形式)
下面的示例代碼演示了如何上傳一張圖片:
resp, err := http.Post("http://example.com/upload", "image/jpeg", &imageDataBuf)
if err != nil{ // 處理錯誤
return
}
if resp.StatusCode != http.StatusOK {// 處理錯誤
return
}
- http.PostForm()
http.PostForm()方法實現(xiàn)了標準編碼格式為 application/x-www-form-urlencoded的表單提交。下面的示例代碼模擬 HTML 表單提交一篇新文章:
resp, err := http.PostForm("http://example.com/posts", url.Values{"title":
{"article title"}, "content": {"article body"}})
if err != nil{ // 處理錯誤
return
}
- http.Head()
HTTP 中的 Head 請求方式表明只請求目標 URL 的頭部信息,即 HTTP Header 而不返回 HTTP
Body。Go 內(nèi)置的 net/http 包同樣也提供了 http.Head() 方法,該方法同 http.Get() 方法一樣,
只需傳入目標 URL 一個參數(shù)即可。下面的示例代碼請求一個網(wǎng)站首頁的 HTTP Header 信息:
resp, err := http.Head("http://baidu.com/")
- (*http.Client).Do()
在多數(shù)情況下,http.Get()和 http.PostForm() 就可以滿足需求,但是如果我們發(fā)起的
HTTP 請求需要更多的定制信息,我們希望設定一些自定義的 Http Header 字段,比如:
- 設定自定義的"User-Agent"
- 傳遞 Cookie
此時可以使用 net/http 包 http.Client對象的 Do()方法來實現(xiàn)
req, err := http.NewRequest("GET", "http://baidu.com", nil)
// ...
req.Header.Add("User-Agent", "Gobook Custom User-Agent")
// ...
client := &http.Client{ //... }
resp, err := client.Do(req)
2.2 HTTP 服務端
2.2.1 處理 HTTP 請求
使用 net/http 包提供的 http.ListenAndServe() 方法,可以在指定的地址進行監(jiān)聽,開啟一個 HTTP,服務端該方法的原型如下:
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error
該方法用于在指定的 TCP 網(wǎng)絡地址 addr 進行監(jiān)聽,然后調(diào)用服務端處理程序來處理傳入的連接請求。該方法有兩個參數(shù):第一個參數(shù) addr 即監(jiān)聽地址;第二個參數(shù)表示服務端處理程序,通常為空,這意味著服務端調(diào)用 http.DefaultServeMux 進行處理,而服務端編寫的業(yè)務邏輯處理程序 http.Handle() 或 http.HandleFunc() 默認注入 http.DefaultServeMux 中,具體代碼如下:
http.Handle("/foo", fooHandler)
http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
})
log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
net/http 包還提供 http.ListenAndServeTLS() 方法,用于處理 HTTPS 連接請求:
func ListenAndServeTLS(addr string, certFile string, keyFile string, handler Handler) error
ListenAndServeTLS()和ListenAndServe() 的行為一致,區(qū)別在于只處理 HTTPS 請求。此外,服務器上必須存在包含證書和與之匹配的私鑰的相關文件,比如 certFile 對應 SSL證書文件存放路徑,keyFile 對應證書私鑰文件路徑。如果證書是由證書頒發(fā)機構簽署的,certFile 參數(shù)指定的路徑必須是存放在服務器上的經(jīng)由 CA認證過的 SSL 證書。
3. RPC 編程
在 Go 中,標準庫提供的 net/rpc 包實現(xiàn)了 RPC 協(xié)議需要的相關細節(jié),開發(fā)者可以很方便地使用該包編寫 RPC 的服務端和客戶端程序,這使得用 Go 語言開發(fā)的多個進程之間的通信變得非常簡單。
net/rpc 包允許 RPC 客戶端程序通過網(wǎng)絡或是其他 I/O 連接調(diào)用一個遠端對象的公開方法(必須是大寫字母開頭、可外部調(diào)用的)。在 RPC 服務端,可將一個對象注冊為可訪問的服務,之后該對象的公開方法就能夠以遠程的方式提供訪問。一個 RPC 服務端可以注冊多個不同類型的對象,但不允許注冊同一類型的多個對象。
一個對象中只有滿足如下這些條件的方法,才能被 RPC 服務端設置為可供遠程訪問:
- 必須是在對象外部可公開調(diào)用的方法(首字母大寫);
- 必須有兩個參數(shù),且參數(shù)的類型都必須是包外部可以訪問的類型或者是 Go 內(nèi)建支持的類型;
- 第二個參數(shù)必須是一個指針;
- 方法必須返回一個 error 類型的值。
以上 4 個條件,可以簡單地用如下一行代碼表示:
func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
在上面這行代碼中,類型 T、T1 和 T2 默認會使用 Go 內(nèi)置的 encoding/gob 包進行編碼解碼。
該方法(MethodName)的第一個參數(shù)表示由 RPC 客戶端傳入的參數(shù),第二個參數(shù)表示要返回給 RPC 客戶端的結果,該方法最后返回一個 error 類型的值。
RPC 服務端可以通過調(diào)用 rpc.ServeConn 處理單個連接請求。多數(shù)情況下,通過 TCP 或是 HTTP 在某個網(wǎng)絡地址上進行監(jiān)聽來創(chuàng)建該服務是個不錯的選擇。
3.1 Go 語言中的 RPC 支持與處理
在 Go 中,標準庫提供的net/rpc包實現(xiàn)了RPC 協(xié)議需要的相關細節(jié),開發(fā)者可以很方便地使用該包編寫 RPC 的服務端和客戶端程序,這使得用 Go 語言開發(fā)的多個進程之間的通信變得非常簡單。
net/rpc 包允許 RPC 客戶端程序通過網(wǎng)絡或是其他 I/O 連接調(diào)用一個遠端對象的公開方法(必須是大寫字母開頭、可外部調(diào)用的)。在RPC服務端,可將一個對象注冊為可訪問的服務,之后該對象的公開方法就能夠以遠程的方式提供訪問。一個RPC服務端可以注冊多個不同類型的對象,但不允許注冊同一類型的多個對象。
一個對象中只有滿足如下這些條件的方法,才能被RPC服務端設置為可供遠程訪問:
- 必須是在對象外部可公開調(diào)用的方法(首字母大寫);
- 必須有兩個參數(shù),且參數(shù)的類型都必須是包外部可以訪問的類型或者是
Go內(nèi)建支持的類型; - 第二個參數(shù)必須是一個指針;
- 方法必須返回一個 error 類型的值。
以上 4 個條件,可以簡單地用如下一行代碼表示:
func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
在上面這行代碼中,類型 T、T1 和 T2 默認會使用 Go 內(nèi)置的 encoding/gob 包進行編碼解碼。關于 encoding/gob 包的內(nèi)容,稍后我們將會對其進行介紹。
該方法(MethodName)的第一個參數(shù)表示由 RPC 客戶端傳入的參數(shù),第二個參數(shù)表示要返回給 RPC 客戶端的結果,該方法最后返回一個 error 類型的值。
RPC 服務端可以通過調(diào)用 rpc.ServeConn 處理單個連接請求。多數(shù)情況下,通過 TCP 或是 HTTP 在某個網(wǎng)絡地址上進行監(jiān)聽來創(chuàng)建該服務是個不錯的選擇。
3.2 Gob 簡介
Gob 是 Go 的一個序列化數(shù)據(jù)結構的編碼解碼工具,在Go標準庫中內(nèi)置 encoding/gob包以供使用。一個數(shù)據(jù)結構使用 Gob進行序列化之后,能夠用于網(wǎng)絡傳輸。
與JSON或XML這種基于文本描述的數(shù)據(jù)交換語言不同,Gob是二進制編碼的數(shù)據(jù)流,并且 Gob 流是可以自解釋的,它在保證高效率的同時,也具備完整的表達能力。
作為針對 Go的數(shù)據(jù)結構進行編碼和解碼的專用序列化方法,這意味著 Gob 無法跨語言使用。在 Go 的 net/rpc 包中,傳輸數(shù)據(jù)所需要用到的編碼解碼器,默認就是 Gob。由于Gob 僅局限于使用 Go 語言開發(fā)的程序,這意味著我們只能用 Go 的 RPC 實現(xiàn)進程間通信。
然而,大多數(shù)時候,我們用Go編寫的 RPC 服務端(或客戶端),可能更希望它是通用的,與語言無關的,無論是 Python 、 Java 或其他編程語言實現(xiàn)的 RPC 客戶端,均可與之通信。
3.3 設計優(yōu)雅的 RPC 接口
Go 的 net/rpc 很靈活,它在數(shù)據(jù)傳輸前后實現(xiàn)了編碼解碼器的接口定義。這意味著,開發(fā)者可以自定義數(shù)據(jù)的傳輸方式以及 RPC 服務端和客戶端之間的交互行為。
RPC 提供的編碼解碼器接口如下:
type ClientCodec interface {
WriteRequest(*Request, interface{}) error
ReadResponseHeader(*Response) error
ReadResponseBody(interface{}) error
Close() error
}
type ServerCodec interface {
ReadRequestHeader(*Request) error
ReadRequestBody(interface{}) error
WriteResponse(*Response, interface{}) error
Close() error
}
接口 ClientCodec 定義了 RPC 客戶端如何在一個 RPC 會話中發(fā)送請求和讀取響應??蛻舳顺绦蛲ㄟ^ WriteRequest() 方法將一個請求寫入到 RPC 連接中,并通過ReadResponseHeader()和 ReadResponseBody() 讀取服務端的響應信息。當整個過程執(zhí)行完畢后,再通過 Close()方法來關閉該連接。
接口 ServerCodec 定義了 RPC 服務端如何在一個 RPC 會話中接收請求并發(fā)送響應。服務端程序通過ReadRequestHeader()和ReadRequestBody() 方法從一個 RPC 連接中讀取 請求信息,然后再通過WriteResponse() 方法向該連接中的 RPC 客戶端發(fā)送響應。當完成該過程后,通過 Close()方法來關閉連接。
通過實現(xiàn)上述接口,我們可以自定義數(shù)據(jù)傳輸前后的編碼解碼方式,而不僅僅局限于Gob。同樣,可以自定義RPC服務端和客戶端的交互行為。實際上,Go 標準庫提供的 net/rpc/json包,就是一套實現(xiàn)了 rpc.ClientCodec 和rpc.ServerCodec 接口的 JSON-RPC 模塊。
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如何學習Go
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七篇入門Go語言
第一篇:Go簡介初識
第三篇:函數(shù)方法接口的介紹
第五篇:文件及包的操作與處理
第七篇:GC垃圾回收三色標記

