内容简介: 接下来我们再对Zinx做一个简单的升级,现在我们把服务器的全部数据都放在一个Request里,当前的Request结构如下: 很明显,现在是用一个在
接下来我们再对Zinx做一个简单的升级,现在我们把服务器的全部数据都放在一个Request里,当前的Request结构如下:
type Request struct { conn ziface.IConnection //已经和客户端建立好的链接 data []byte //客户端请求的数据 }
很明显,现在是用一个 []byte
来接受全部数据,又没有长度,又没有消息类型,这不科学。怎么办呢?我们现在就要自定义一种消息类型,把全部的消息都放在这种消息类型里。
5.1 创建消息封装类型
在 zinx/ziface/
下创建 imessage.go
文件
zinx/ziface/imessage.go
package ziface /* 将请求的一个消息封装到message中,定义抽象层接口 */ type IMessage interface { GetDataLen() uint32 //获取消息数据段长度 GetMsgId() uint32 //获取消息ID GetData() []byte //获取消息内容 SetMsgId(uint32) //设计消息ID SetData([]byte) //设计消息内容 SetDataLen(uint32) //设置消息数据段长度 }
同时创建实例message类,在 zinx/znet/
下,创建 message.go
文件
zinx/znet/message.go
package znet type Message struct { Id uint32 //消息的ID DataLen uint32 //消息的长度 Data []byte //消息的内容 } //创建一个Message消息包 func NewMsgPackage(id uint32, data []byte) *Message { return &Message{ Id: id, DataLen: uint32(len(data)), Data: data, } } //获取消息数据段长度 func (msg *Message) GetDataLen() uint32 { return msg.DataLen } //获取消息ID func (msg *Message) GetMsgId() uint32 { return msg.Id } //获取消息内容 func (msg *Message) GetData() []byte { return msg.Data } //设置消息数据段长度 func (msg *Message) SetDataLen(len uint32) { msg.DataLen = len } //设计消息ID func (msg *Message) SetMsgId(msgId uint32) { msg.Id = msgId } //设计消息内容 func (msg *Message) SetData(data []byte) { msg.Data = data }
整理一个基本的message包,会包含 消息ID , 数据 , 数据长度 三个成员,提供基本的setter和getter方法,目的是为了以后做封装优化的作用。同时也提供了一个创建一个message包的初始化方法 NewMegPackage
。
5.2 消息的封包与拆包
我们这里就是采用经典的TLV(Type-Len-Value)封包格式来解决TCP粘包问题吧。
2-TCP粘包问题-拆包封包过程.jpeg
由于Zinx也是TCP流的形式传播数据,难免会出现消息1和消息2一同发送,那么zinx就需要有能力区分两个消息的边界,所以Zinx此时应该提供一个统一的拆包和封包的方法。在发包之前打包成如上图这种格式的有head和body的两部分的包,在收到数据的时候分两次进行读取,先读取固定长度的head部分,得到后续Data的长度,再根据DataLen读取之后的body。这样就能够解决粘包的问题了。
A) 创建拆包封包抽象类
在 zinx/ziface
下,创建 idatapack.go
文件
zinx/ziface/idatapack.go
package ziface /* 封包数据和拆包数据 直接面向TCP连接中的数据流,为传输数据添加头部信息,用于处理TCP粘包问题。 */ type IDataPack interface{ GetHeadLen() uint32 //获取包头长度方法 Pack(msg IMessage)([]byte, error) //封包方法 Unpack([]byte)(IMessage, error) //拆包方法 }
B) 实现拆包封包类
在 zinx/znet/
下,创建 datapack.go
文件.
zinx/znet/datapack.go
package znet import ( "bytes" "encoding/binary" "errors" "zinx/utils" "zinx/ziface" ) //封包拆包类实例,暂时不需要成员 type DataPack struct {} //封包拆包实例初始化方法 func NewDataPack() *DataPack { return &DataPack{} } //获取包头长度方法 func(dp *DataPack) GetHeadLen() uint32 { //Id uint32(4字节) + DataLen uint32(4字节) return 8 } //封包方法(压缩数据) func(dp *DataPack) Pack(msg ziface.IMessage)([]byte, error) { //创建一个存放bytes字节的缓冲 dataBuff := bytes.NewBuffer([]byte{}) //写msgID if err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetMsgId()); err != nil { return nil, err } //写dataLen if err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetDataLen()); err != nil { return nil, err } //写data数据 if err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetData()); err != nil { return nil ,err } return dataBuff.Bytes(), nil } //拆包方法(解压数据) func(dp *DataPack) Unpack(binaryData []byte)(ziface.IMessage, error) { //创建一个从输入二进制数据的ioReader dataBuff := bytes.NewReader(binaryData) //只解压head的信息,得到dataLen和msgID msg := &Message{} //读msgID if err := binary.Read(dataBuff, binary.LittleEndian, &msg.Id); err != nil { return nil, err } //读dataLen if err := binary.Read(dataBuff, binary.LittleEndian, &msg.DataLen); err != nil { return nil, err } //判断dataLen的长度是否超出我们允许的最大包长度 if (utils.GlobalObject.MaxPacketSize > 0 && msg.DataLen > utils.GlobalObject.MaxPacketSize) { return nil, errors.New("Too large msg data recieved") } //这里只需要把head的数据拆包出来就可以了,然后再通过head的长度,再从conn读取一次数据 return msg, nil }
需要注意的是整理的 Unpack
方法,因为我们从上图可以知道,我们进行拆包的时候是分两次过程的,第二次是依赖第一次的dataLen结果,所以 Unpack
只能解压出包头head的内容,得到msgId 和 dataLen。之后调用者再根据dataLen继续从io流中读取body中的数据。
C) 测试拆包封包功能
为了容易理解,我们先不用集成zinx框架来测试,而是单独写一个Server和Client来测试一下封包拆包的功能
Server.go
package main import ( "fmt" "io" "net" "zinx/znet" ) //只是负责测试datapack拆包,封包功能 func main() { //创建socket TCP Server listener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:7777") if err != nil { fmt.Println("server listen err:", err) return } //创建服务器gotoutine,负责从客户端goroutine读取粘包的数据,然后进行解析 for { conn, err := listener.Accept() if err != nil { fmt.Println("server accept err:", err) } //处理客户端请求 go func(conn net.Conn) { //创建封包拆包对象dp dp := znet.NewDataPack() for { //1 先读出流中的head部分 headData := make([]byte, dp.GetHeadLen()) _, err := io.ReadFull(conn, headData) //ReadFull 会把msg填充满为止 if err != nil { fmt.Println("read head error") break } //将headData字节流 拆包到msg中 msgHead, err := dp.Unpack(headData) if err != nil { fmt.Println("server unpack err:", err) return } if msgHead.GetDataLen() > 0 { //msg 是有data数据的,需要再次读取data数据 msg := msgHead.(*znet.Message) msg.Data = make([]byte, msg.GetDataLen()) //根据dataLen从io中读取字节流 _, err := io.ReadFull(conn, msg.Data) if err != nil { fmt.Println("server unpack data err:", err) return } fmt.Println("==> Recv Msg: ID=", msg.Id, ", len=", msg.DataLen, ", data=", string(msg.Data)) } } }(conn) } }
Client.go
package main import ( "fmt" "net" "zinx/znet" ) func main() { //客户端goroutine,负责模拟粘包的数据,然后进行发送 conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:7777") if err != nil { fmt.Println("client dial err:", err) return } //创建一个封包对象 dp dp := znet.NewDataPack() //封装一个msg1包 msg1 := &znet.Message{ Id: 0, DataLen: 5, Data: []byte{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}, } sendData1, err := dp.Pack(msg1) if err != nil { fmt.Println("client pack msg1 err:", err) return } msg2 := &znet.Message{ Id: 1, DataLen: 7, Data: []byte{'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '!', '!'}, } sendData2, err := dp.Pack(msg2) if err != nil { fmt.Println("client temp msg2 err:", err) return } //将sendData1,和 sendData2 拼接一起,组成粘包 sendData1 = append(sendData1, sendData2...) //向服务器端写数据 conn.Write(sendData1) //客户端阻塞 select {} }
运行Server.go
go run Server.go
运行Client.go
go run Client.go
我们从服务端看到运行结果
$go run Server.go ==> Recv Msg: ID= 0 , len= 5 , data= hello ==> Recv Msg: ID= 1 , len= 7 , data= world!!
我们成功的得到了客户端发送的两个包,并且成功的解析出来。
5.3 Zinx-V0.5代码实现
现在我们需要把封包和拆包的功能集成到Zinx中,并且测试Zinx该功能是否生效。
A) Request字段修改
首先我们要将我们之前的Request中的 []byte
类型的data字段改成Message类型.
zinx/znet/request.go
package znet import "zinx/ziface" type Request struct { conn ziface.IConnection //已经和客户端建立好的 链接 msg ziface.IMessage //客户端请求的数据 } //获取请求连接信息 func(r *Request) GetConnection() ziface.IConnection { return r.conn } //获取请求消息的数据 func(r *Request) GetData() []byte { return r.msg.GetData() } //获取请求的消息的ID func (r *Request) GetMsgID() uint32 { return r.msg.GetMsgId() }
B) 集成拆包过程
接下来我们需要在Connection的 StartReader()
方法中,修改之前的读取客户端的这段代码:
func (c *Connection) StartReader() { //... for { //读取我们最大的数据到buf中 buf := make([]byte, utils.GlobalObject.MaxPacketSize) _, err := c.Conn.Read(buf) if err != nil { fmt.Println("recv buf err ", err) c.ExitBuffChan <- true continue } //... } }
改成如下:
zinx/znet/connection.go
StartReader()方法
func (c *Connection) StartReader() { fmt.Println("Reader Goroutine is running") defer fmt.Println(c.RemoteAddr().String(), " conn reader exit!") defer c.Stop() for { // 创建拆包解包的对象 dp := NewDataPack() //读取客户端的Msg head headData := make([]byte, dp.GetHeadLen()) if _, err := io.ReadFull(c.GetTCPConnection(), headData); err != nil { fmt.Println("read msg head error ", err) c.ExitBuffChan <- true continue } //拆包,得到msgid 和 datalen 放在msg中 msg , err := dp.Unpack(headData) if err != nil { fmt.Println("unpack error ", err) c.ExitBuffChan <- true continue } //根据 dataLen 读取 data,放在msg.Data中 var data []byte if msg.GetDataLen() > 0 { data = make([]byte, msg.GetDataLen()) if _, err := io.ReadFull(c.GetTCPConnection(), data); err != nil { fmt.Println("read msg data error ", err) c.ExitBuffChan <- true continue } } msg.SetData(data) //得到当前客户端请求的Request数据 req := Request{ conn:c, msg:msg, //将之前的buf 改成 msg } //从路由Routers 中找到注册绑定Conn的对应Handle go func (request ziface.IRequest) { //执行注册的路由方法 c.Router.PreHandle(request) c.Router.Handle(request) c.Router.PostHandle(request) }(&req) } }
C) 提供封包方法
现在我们已经将拆包的功能集成到Zinx中了,但是使用Zinx的时候,如果我们希望给用户返回一个TLV格式的数据,总不能每次都经过这么繁琐的过程,所以我们应该给Zinx提供一个封包的接口,供Zinx发包使用。
zinx/ziface/iconnection.go
新增 SendMsg()
方法
package ziface import "net" //定义连接接口 type IConnection interface { //启动连接,让当前连接开始工作 Start() //停止连接,结束当前连接状态M Stop() //从当前连接获取原始的socket TCPConn GetTCPConnection() *net.TCPConn //获取当前连接ID GetConnID() uint32 //获取远程客户端地址信息 RemoteAddr() net.Addr //直接将Message数据发送数据给远程的TCP客户端 SendMsg(msgId uint32, data []byte) error }
zinx/znet/connection.go
SendMsg()
方法实现:
//直接将Message数据发送数据给远程的TCP客户端 func (c *Connection) SendMsg(msgId uint32, data []byte) error { if c.isClosed == true { return errors.New("Connection closed when send msg") } //将data封包,并且发送 dp := NewDataPack() msg, err := dp.Pack(NewMsgPackage(msgId, data)) if err != nil { fmt.Println("Pack error msg id = ", msgId) return errors.New("Pack error msg ") } //写回客户端 if _, err := c.Conn.Write(msg); err != nil { fmt.Println("Write msg id ", msgId, " error ") c.ExitBuffChan <- true return errors.New("conn Write error") } return nil }
5.4 使用Zinx-V0.5完成应用程序
现在我们可以基于Zinx框架完成发送msg功能的测试用例了。
Server.go
package main import ( "fmt" "zinx/ziface" "zinx/znet" ) //ping test 自定义路由 type PingRouter struct { znet.BaseRouter } //Test Handle func (this *PingRouter) Handle(request ziface.IRequest) { fmt.Println("Call PingRouter Handle") //先读取客户端的数据,再回写ping...ping...ping fmt.Println("recv from client : msgId=", request.GetMsgID(), ", data=", string(request.GetData())) //回写数据 err := request.GetConnection().SendMsg(1, []byte("ping...ping...ping")) if err != nil { fmt.Println(err) } } func main() { //创建一个server句柄 s := znet.NewServer() //配置路由 s.AddRouter(&PingRouter{}) //开启服务 s.Serve() }
当前Server端是先把客户端发送来Msg解析,然后返回一个MsgId为1的消息,消息内容是"ping...ping...ping"
Client.go
package main import ( "fmt" "io" "net" "time" "zinx/znet" ) /* 模拟客户端 */ func main() { fmt.Println("Client Test ... start") //3秒之后发起测试请求,给服务端开启服务的机会 time.Sleep(3 * time.Second) conn,err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:7777") if err != nil { fmt.Println("client start err, exit!") return } for { //发封包message消息 dp := znet.NewDataPack() msg, _ := dp.Pack(znet.NewMsgPackage(0,[]byte("Zinx V0.5 Client Test Message"))) _, err := conn.Write(msg) if err !=nil { fmt.Println("write error err ", err) return } //先读出流中的head部分 headData := make([]byte, dp.GetHeadLen()) _, err = io.ReadFull(conn, headData) //ReadFull 会把msg填充满为止 if err != nil { fmt.Println("read head error") break } //将headData字节流 拆包到msg中 msgHead, err := dp.Unpack(headData) if err != nil { fmt.Println("server unpack err:", err) return } if msgHead.GetDataLen() > 0 { //msg 是有data数据的,需要再次读取data数据 msg := msgHead.(*znet.Message) msg.Data = make([]byte, msg.GetDataLen()) //根据dataLen从io中读取字节流 _, err := io.ReadFull(conn, msg.Data) if err != nil { fmt.Println("server unpack data err:", err) return } fmt.Println("==> Recv Msg: ID=", msg.Id, ", len=", msg.DataLen, ", data=", string(msg.Data)) } time.Sleep(1*time.Second) } }
这里Client客户端,模拟了一个MsgId为0的"Zinx V0.5 Client Test Message"消息,然后把服务端返回的数据打印出来。
我们分别在两个终端运行
$go run Server.go
$go run Client.go
服务端结果:
$ go run Server.go Add Router succ! [START] Server name: zinx v-0.5 demoApp,listenner at IP: 127.0.0.1, Port 7777 is starting [Zinx] Version: V0.4, MaxConn: 3, MaxPacketSize: 4096 start Zinx server zinx v-0.5 demoApp succ, now listenning... Reader Goroutine is running Call PingRouter Handle recv from client : msgId= 0 , data= Zinx V0.5 Client Test Message Call PingRouter Handle recv from client : msgId= 0 , data= Zinx V0.5 Client Test Message Call PingRouter Handle recv from client : msgId= 0 , data= Zinx V0.5 Client Test Message ...
客户端结果:
$ go run Client.go Client Test ... start ==> Recv Msg: ID= 1 , len= 18 , data= ping...ping...ping ==> Recv Msg: ID= 1 , len= 18 , data= ping...ping...ping ==> Recv Msg: ID= 1 , len= 18 , data= ping...ping...ping ...
好了,我们的Zinx已经成功的集成消息的封装功能了,这样我们就有Zinx的通信的基本协议标准了。
关于作者:
作者: Aceld(刘丹冰)
简书号: IT无崖子
mail: danbing.at@gmail.com
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