golang 网络通信

title: golang 网络编程

golang 网络编程

go-shadowsocks是一个非常好的学习golang网络编程的例子。在本篇博文中重点

阐述golang网络通信几个各种不同协议下服务端和客户端的实现。

网络通信协议主要有以下两种外加一种增加的协议

• golang tcp
• golang upd
• golang kcp：在upd上进行增强的协议，KCP 是一个快速可靠协议，能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价，换取平均延迟降低 30%-40%，且最大延迟降低三倍的传输效果。

golang的一大优势就是多核、并行、网络编程。通过goroutine与channel可以很方便地协程，协程比线程更轻量级，占用资源更小，可以更好地适用与并行计算。

下面对这三种分别进行说明。

golang tcp

下面根据两种golang tcp server和client的例子进行说明

单connection的tcp server与client 端

tcp server

package main

import (
    "net"
    "fmt"
)

func main(){
    // tcp 监听并接受端口
    l, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:65535")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    //最后关闭
    defer l.Close()
    fmt.Println("tcp服务端开始监听65535端口...")
    // 使用循环一直接受连接
    for {
        fmt.Println("loop test")
        //Listener.Accept() 接受连接
        //conn 是双方的。和长度为1的channel有些类似。
        c, err := l.Accept()
        if err!= nil {
            return
        }
        //处理tcp请求
        go handleConnection(c)
    }
}

func handleConnection(c net.Conn) {
    //一些代码逻辑...
    fmt.Println("tcp服务端开始处理请求...")
    //读取
    buffer := make([]byte, 1024)
    //如果客户端无数据则会阻塞，服务端阻塞，直到等待客户端传递数据。
    c.Read(buffer)

    //服务端成功从阻塞状态走出，读取客户端的数据，并根据自身的接口输出buffer
    c.Write(buffer)
    fmt.Println("tcp服务端开始处理请求完毕...")
}

tcp client

package main

import (
    "net"
    "fmt"
)

func main()  {
    //net.dial 拨号 获取tcp连接
    conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:65535")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println("获取127.0.0.1：65535的tcp连接成功...")

    defer conn.Close()
    //客户端这里不用使用协程。使用协程的话main函数退出，所有 go  协程全部死掉。

    conn.Write([]byte("echo data to server ,then to client!!!"))
    fmt.Println("test server")
    //读取到buffer
    buffer := make([]byte, 1024)
    //如果服务端没有把数据传递过来，那么客户端阻塞，直到服务端向其中写入了数据。
    conn.Read(buffer)
    fmt.Println(string(buffer))
}

net utils

• net.Dial(客户端调用，拨号)
• net.Listen（服务端调用，监听接口）
• TCPListener.Accept（服务端调用，接受，创建连接。）
• conn.Read（客户端服务端都会调用，读取conn中数据）
• conn.write（客户端服务端都会调用，读取conn中数据）

其它net 提供的函数可以查看API

为了能够让服务端处理多个连接，使用了协程来处理来自多个客户端的连接请求。

客户端的实现没有用到协程。

另外tcp server的for函数非常有趣，在上面的测试例子中不会无限打印 loop test ,说明存在阻塞。只有每次有新连接过来才会放开。

双connection的tcp server与client 端

在上面的例子中，存在着以下的问题：

• server与client之间只存在一条连接。可能会出现这样的情况：服务器需要向客户端推送一些数据。而客户端建立的连接正处于block状态。
• server与client建立的连接是短连接。

存在的解决方法如下

• 在client的实现上增加 server模块，监听来自于服务器的请求，并进行处理。
• 在server与client另外新建立一条长连接。通过setKeepLive来保活。
• 使用channel，保证客户端的协程不会死掉。

golang udp

udp 的通信无需创建lister，直接进行数据的传输。

udp server

package main
import (
    "fmt"
    "net"
)
func main() {
    // 创建监听
    socket, err := net.ListenUDP("udp4", &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(127,0,0,1),
        Port: 23452,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("监听失败!", err)
        return
    }
    fmt.Println("监听成功")
    defer socket.Close()
    for {
        // 读取数据
        data := make([]byte, 4096)
        read, remoteAddr, err := socket.ReadFromUDP(data)
        if err != nil {
            fmt.Println("读取数据失败!", err)
            continue
        }
        fmt.Println(read, remoteAddr)
        fmt.Printf("%s\n\n", data)
        // 发送数据
        senddata := []byte("hello client!")
        _, err = socket.WriteToUDP(senddata, remoteAddr)
        if err != nil {
            return
            fmt.Println("发送数据失败!", err)
        }
    }
}

udp client

package main
import (
    "fmt"
    "net"
)
func main() {
    // 创建连接
    socket, err := net.DialUDP("udp4", nil, &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(127,0,0,1),
        Port: 23452,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("连接失败!", err)
        return
    }
    defer socket.Close()
    // 发送数据
    senddata := []byte("hello server!")
    _, err = socket.Write(senddata)
    if err != nil {
        fmt.Println("发送数据失败!", err)
        return
    }
    // 接收数据
    data := make([]byte, 4096)
    read, remoteAddr, err := socket.ReadFromUDP(data)
    if err != nil {
        fmt.Println("读取数据失败!", err)
        return
    }
    fmt.Println(read, remoteAddr)
    fmt.Printf("%s\n", data)
}

上面的server和client实现比较简单了，基本上没有什么要说的了。

golang kcp