一篇文章帶你了解Go語(yǔ)言基礎(chǔ)之網(wǎng)絡(luò)編程

作者：Go進(jìn)階者 2020-12-30 09:04:32

本次章節(jié)我們講述了什么是TCP，什么是UDP。并且編寫(xiě)了代碼如何實(shí)現(xiàn)TCP服務(wù)端，TCP客戶(hù)端，UDP服務(wù)端，UDP客戶(hù)端。講述了為什么會(huì)出現(xiàn)粘包，該怎么解決粘包。

[[361058]]

前言

Hi，大家好呀，我是碼農(nóng)，星期八，我們身處21世紀(jì)，我們的世界已經(jīng)在不知不覺(jué)中，就像很多網(wǎng)一樣在互聯(lián)互通。

互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，目前比較常用的有TCP，UDP協(xié)議。

當(dāng)然，還有很多其他的協(xié)議，但是本次主要講最常用的TCP和UDP協(xié)議。

socker編程

我們所學(xué)的TCP和UDP，統(tǒng)稱(chēng)為Socker編程，也叫做套接字編程。

多臺(tái)機(jī)器要實(shí)現(xiàn)互相通訊，其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，底層從鋪設(shè)網(wǎng)線，網(wǎng)線接口，交換機(jī)，路由器，在到規(guī)定各種協(xié)議。

再到應(yīng)用層QQ，微信等軟件。

如果沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)，每次使用都要自己去實(shí)現(xiàn)，可能每個(gè)程序員都不是掉頭發(fā)那么簡(jiǎn)單了!

有了Socker之后，Socker會(huì)在應(yīng)用層之前，將各種繁瑣的的底層操作隱藏，我們可能只需要Socker.TCP就實(shí)現(xiàn)了TCP協(xié)議的通訊。

Go語(yǔ)言TCP

TCP屬于穩(wěn)定的，可靠的長(zhǎng)連接，

既然要涉及通訊，必然有兩個(gè)終端，最起碼一個(gè)是服務(wù)端，一個(gè)是客戶(hù)端，就像我們的淘寶，我們每次打開(kāi)淘寶，都要去鏈接它，當(dāng)然，淘寶可不直接是TCP。

服務(wù)端

在Go中實(shí)現(xiàn)服務(wù)端，并且在服務(wù)端并發(fā)很簡(jiǎn)單，只需要將每個(gè)連接讓一個(gè)協(xié)程處理即可!

代碼

package main 
 
import ( 
    "bufio" 
    "fmt" 
    "net" 
) 
 
func process(conn net.Conn) { 
    defer conn.Close() 
    for { 
        reader := bufio.NewReader(conn) 
        buf := make([]byte， 128) 
        n， err := reader.Read(buf) 
        if err != nil { 
            fmt.Println("數(shù)據(jù)讀取失敗"， err) 
            return 
        } 
        recvStr := string(buf[:n]) 
        fmt.Println("客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的值:"， recvStr) 
} 
 
} 
func main() { 
    lister， err := net.Listen("tcp"， "0.0.0.0:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接失敗"， err) 
} 
    for { 
        fmt.Println("等待建立連接，此時(shí)會(huì)阻塞住") 
        conn， err := lister.Accept() //等待建立連接 
        fmt.Println("連接建立成功，繼續(xù)") 
        if err != nil { 
            fmt.Println("建立連接失敗"， err) 
            //繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下次鏈接 
            continue 
        } 
        go process(conn) 
} 
}

客戶(hù)端

客戶(hù)端就很簡(jiǎn)單了，相對(duì)來(lái)說(shuō)是不需要并發(fā)的，只需要連接就行。

代碼

package main 
 
import ( 
    "bufio" 
    "fmt" 
    "net" 
    "os" 
) 
 
//客戶(hù)端 
func main() { 
    conn， err := net.Dial("tcp"， "192.168.10.148:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接服務(wù)器失敗"，err) 
} 
    defer conn.Close() 
    inputReader:=bufio.NewReader(os.Stdin) 
    for{ 
        fmt.Println(":") 
        input，_:=inputReader.ReadString('\n') 
        _， err = conn.Write([]byte(input)) 
        if err != nil { 
            fmt.Println("發(fā)送成功") 
        } 
} 
}

執(zhí)行結(jié)果

就這樣，我們實(shí)現(xiàn)了服務(wù)端并發(fā)的處理所有客戶(hù)端的請(qǐng)求。

粘包

我們先看一下什么是粘包。

服務(wù)端

package main 
 
import ( 
    "bufio" 
    "fmt" 
    "io" 
    "net" 
) 
 
func process(conn net.Conn) { 
    defer conn.Close() 
    reader := bufio.NewReader(conn) 
    buf := make([]byte， 1024) 
    for { 
        n， err := reader.Read(buf) 
        //讀完了 
        if err == io.EOF { 
            fmt.Println("讀完了") 
            break 
        } 
        //讀錯(cuò)了 
        if err != nil { 
            fmt.Println("數(shù)據(jù)讀取失敗"， err) 
            return 
        } 
        recvStr := string(buf[:n]) 
        fmt.Println("客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的值:"， recvStr) 
} 
 
} 
func main() { 
    lister， err := net.Listen("tcp"， "0.0.0.0:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接失敗"， err) 
        return 
} 
    defer lister.Close() 
    for { 
        fmt.Println("等待建立連接，此時(shí)會(huì)阻塞住") 
        conn， err := lister.Accept() //等待建立連接 
        fmt.Println("連接建立成功，繼續(xù)") 
        if err != nil { 
            fmt.Println("建立連接失敗"， err) 
            //繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下次鏈接 
            continue 
        } 
        go process(conn) 
} 
}

客戶(hù)端

package main 
 
import ( 
    "fmt" 
    "net" 
) 
 
//客戶(hù)端 
func main() { 
    conn， err := net.Dial("tcp"， "192.168.10.148:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接服務(wù)器失敗"， err) 
} 
    defer conn.Close() 
    for i := 0; i < 10; i++ { 
        sendStr := "hello world ads asdf asd fads fadsf ads ads asd asd ads " 
        conn.Write([]byte(sendStr)) 
        time.Sleep(time.Second) 
} 
}

注意:18行代碼睡眠了1s

執(zhí)行結(jié)果

如果我注釋了第18行代碼

執(zhí)行結(jié)果

直接都淦到一行了，what?這是啥情況，不應(yīng)該跟原來(lái)一樣嗎???

每發(fā)送一個(gè)值，那邊就接收一下，這怎么整到一塊了!!!

原因

主要原因是因?yàn)槲覀兪菓?yīng)用層軟件，是跑在操作系統(tǒng)之上的軟件，當(dāng)我們向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，是調(diào)用操作系統(tǒng)的相關(guān)接口發(fā)送的，操作系統(tǒng)再經(jīng)過(guò)各種復(fù)雜的操作，發(fā)送到對(duì)方機(jī)器

但是操作系統(tǒng)有一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，默認(rèn)情況如果緩沖區(qū)是有大小的，如果緩沖區(qū)沒(méi)滿(mǎn)，是不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)的，所以上述客戶(hù)端在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)的緩沖區(qū)都沒(méi)滿(mǎn)，一直壓在了操作系統(tǒng)的緩沖區(qū)中，最后發(fā)現(xiàn)沒(méi)數(shù)據(jù)了，才一次都發(fā)送到服務(wù)端

但是為什么sleep(1)又管用了呢?這是因?yàn)榫彌_區(qū)不止一個(gè)程序在用，1s的時(shí)間足夠其他程序?qū)⒕彌_區(qū)打滿(mǎn)，然后各自發(fā)各自的數(shù)據(jù)，這也是為什么第一次操作沒(méi)問(wèn)題，第二次有問(wèn)題，因?yàn)榈诙稳慷际俏覀兛蛻?hù)端打滿(mǎn)的

解決粘包

工具函數(shù)

我們將解包封包的函數(shù)封裝一下

socker_sitck/stick.go

package socker_stick 
 
import ( 
    "bufio" 
    "bytes" 
    "encoding/binary" 
    "fmt" 
) 
 
//Encode 將消息編碼 
func Encode(message string) ([]byte， error) { 
    length := int32(len(message)) 
    var pkg = new(bytes.Buffer) 
    //寫(xiě)入消息頭 
    err := binary.Write(pkg， binary.LittleEndian， length) 
    if err != nil { 
        fmt.Println("寫(xiě)入消息頭失敗"， err) 
        return nil， err 
} 
    //寫(xiě)入消息實(shí)體 
    err = binary.Write(pkg， binary.LittleEndian， []byte(message)) 
    if err != nil { 
        fmt.Println("寫(xiě)入消息實(shí)體失敗"， err) 
        return nil， err 
} 
    return pkg.Bytes()， nil 
} 
 
//Decode解碼消息 
func Decode(reader *bufio.Reader) (string， error) { 
    //讀取信息長(zhǎng)度 
    lengthByte， _ := reader.Peek(4) 
    lengthBuff := bytes.NewBuffer(lengthByte) 
    var length int32 
    err := binary.Read(lengthBuff， binary.LittleEndian， &length) 
    if err != nil { 
        return ""， err 
} 
    //BuffRead 返回緩沖區(qū)現(xiàn)有的可讀的字節(jié)數(shù) 
    if int32(reader.Buffered()) < length+4 { 
        return ""， err 
} 
    pack := make([]byte， int(4+length)) 
    _， err = reader.Read(pack) 
    if err != nil { 
        return ""， err 
} 
    return string(pack[4:])， nil 
}

服務(wù)端

package main 
 
import ( 
    "a3_course/socker_stick" 
    "bufio" 
    "fmt" 
    "io" 
    "net" 
) 
 
func process(conn net.Conn) { 
    defer conn.Close() 
    reader := bufio.NewReader(conn) 
 
    for { 
        msg， err := socker_stick.Decode(reader) 
        //讀完了 
        if err == io.EOF { 
            fmt.Println("讀完了") 
            break 
        } 
        //讀錯(cuò)了 
        if err != nil { 
            fmt.Println("數(shù)據(jù)讀取失敗"， err) 
            return 
        } 
 
        fmt.Println("客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的值:"， msg) 
} 
 
} 
func main() { 
    lister， err := net.Listen("tcp"， "0.0.0.0:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接失敗"， err) 
        return 
} 
    defer lister.Close() 
    for { 
        fmt.Println("等待建立連接，此時(shí)會(huì)阻塞住") 
        conn， err := lister.Accept() //等待建立連接 
        fmt.Println("連接建立成功，繼續(xù)") 
        if err != nil { 
            fmt.Println("建立連接失敗"， err) 
            //繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下次鏈接 
            continue 
        } 
        go process(conn) 
} 
}

客戶(hù)端

package main 
 
import ( 
    "a3_course/socker_stick" 
    "fmt" 
    "net" 
) 
 
//客戶(hù)端 
func main() { 
    conn， err := net.Dial("tcp"， "192.168.10.148:8008") 
    if err != nil { 
        fmt.Println("連接服務(wù)器失敗"， err) 
} 
    defer conn.Close() 
    for i := 0; i < 10; i++ { 
        sendStr := "hello world ads asdf asd fads fadsf ads ads asd asd ads " 
        data， err := socker_stick.Encode(sendStr) 
        if err != nil { 
            fmt.Println("編碼失敗"，err) 
            return 
        } 
        conn.Write(data) 
        //time.Sleep(time.Second) 
} 
}

執(zhí)行結(jié)果

這次真的不管執(zhí)行幾次，都是這樣的結(jié)果

對(duì)了，只有TCP才有粘包

Go語(yǔ)言UDP

UDP是一個(gè)無(wú)連接協(xié)議，客戶(hù)端不會(huì)在乎服務(wù)端有沒(méi)有問(wèn)題，客戶(hù)端只管發(fā)，通常用于實(shí)時(shí)性比較高的領(lǐng)域

例如直播行業(yè)

服務(wù)端

package main 
 
import ( 
    "fmt" 
    "net" 
) 
 
func main() { 
    listen， err := net.ListenUDP("udp"， &net.UDPAddr{ 
        IP:   net.IPv4(0， 0， 0， 0)， 
        Port: 8009， 
}) 
    if err != nil { 
        panic(fmt.Sprintf("udp啟動(dòng)失敗，err:%v"， err)) 
} 
    defer listen.Close() 
    for{ 
        var data = make([]byte，1024) 
        n， addr， err := listen.ReadFromUDP(data) 
        if err != nil { 
            panic(fmt.Sprintf("讀取數(shù)據(jù)失敗，err:%v"， err)) 
        } 
        fmt.Println(string(data[:n])，addr，n) 
} 
}

客戶(hù)端

package main 
 
import ( 
    "fmt" 
    "net" 
) 
 
func main() { 
    socker， err := net.DialUDP("udp"， nil， &net.UDPAddr{ 
        IP:   net.IPv4(0， 0， 0， 0)， 
        Port: 8009， 
}) 
    if err != nil { 
        panic(fmt.Sprintf("連接服務(wù)器失敗，err:%v"， err)) 
} 
    defer socker.Close() 
    sendStr:="你好呀" 
    _， err = socker.Write([]byte(sendStr)) 
    if err != nil { 
        panic(fmt.Sprintf("數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，err:%v"， err)) 
} 
}