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深入了解Golang網(wǎng)絡編程Net包的使用

 更新時間:2022年07月20日 09:02:14   作者:張春  
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。本文主要和大家分享下在Go中網(wǎng)絡編程的實現(xiàn),需要的可以參考一下

?最近做了一個項目,其中用到了網(wǎng)絡編程,下面和大家分享下在Go中網(wǎng)絡編程的實現(xiàn)。在Go中, 網(wǎng)絡編程主要通過 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等主流應用層的連接協(xié)議。

1.TCP 服務

TCP 是最常用的網(wǎng)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(tǒng)調用層面的實現(xiàn)

包括 TCP/IP 在內的各種網(wǎng)絡連接,在類 unix 的操作系統(tǒng)里,都是通過網(wǎng)絡系統(tǒng)調用實現(xiàn)的,使用系統(tǒng)調用創(chuàng)建 TCP 服務器的核心流程是:· 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(xù)往下追溯,就能看到其實調用的是socket函數(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)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(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內部實現(xiàn)寫的時候加了鎖。

TCP 連接建立后,每當客戶端發(fā)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(xiàn)是系統(tǒng)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(shù)據(jù),那么己方是會繼續(xù)讀??;當 socket 中無數(shù)據(jù)時,己方 Read 函數(shù)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(wǎng)絡編程的一些分享,雖然net包提供了對網(wǎng)絡原語的訪問,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。

到此這篇關于深入了解Golang網(wǎng)絡編程Net包的使用的文章就介紹到這了,更多相關Golang Net包內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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