Nodejs进阶:核心模块net入门与实例讲解

模块概览

net模块是同样是nodejs的核心模块。在http模块概览里提到,http.Server继承了net.Server,此外,http客户端与http服务端的通信均依赖于socket(net.Socket)。也就是说,做node服务端编程,net基本是绕不开的一个模块。

从组成来看,net模块主要包含两部分,了解socket编程的同学应该比较熟悉了:

  • net.Server:TCP server,内部通过socket来实现与客户端的通信。
  • net.Socket:tcp/本地 socket的node版实现,它实现了全双工的stream接口。

本文从一个简单的 tcp服务端/客户端 的例子开始讲解,好让读者有个概要的认识。接着再分别介绍 net.Server、net.Socket 比较重要的API、属性、事件。

对于初学者,建议把文中的例子本地跑一遍加深理解。

简单的 server+client 例子

tcp服务端程序如下:

var net = require('net');

var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';

// tcp服务端
var server = net.createServer(function(socket){
    console.log('服务端:收到来自客户端的请求');

    socket.on('data', function(data){
        console.log('服务端:收到客户端数据,内容为{'+ data +'}');

        // 给客户端返回数据
        socket.write('你好,我是服务端');
    });

    socket.on('close', function(){
         console.log('服务端:客户端连接断开');
    });
});
server.listen(PORT, HOST, function(){
    console.log('服务端:开始监听来自客户端的请求');
});

tcp客户端如下:

var net = require('net');

var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';

// tcp客户端
var client = net.createConnection(PORT, HOST);

client.on('connect', function(){
    console.log('客户端:已经与服务端建立连接');
});

client.on('data', function(data){
    console.log('客户端:收到服务端数据,内容为{'+ data +'}');
});

client.on('close', function(data){
    console.log('客户端:连接断开');
});

client.end('你好,我是客户端');

运行服务端、客户端代码,控制台分别输出如下:

服务端:

服务端:开始监听来自客户端的请求
服务端:收到来自客户端的请求
服务端:收到客户端数据,内容为{你好,我是客户端}
服务端:客户端连接断开

客户端:

客户端:已经与服务端建立连接
客户端:收到服务端数据,内容为{你好,我是服务端}
客户端:连接断开

服务端 net.Server

server.address()

返回服务端的地址信息,比如绑定的ip地址、端口等。

console.log( server.address() );
// 输出如下 { port: 3000, family: 'IPv4', address: '127.0.0.1' }

server.close(callback])

关闭服务器,停止接收新的客户端请求。有几点注意事项:

  • 对正在处理中的客户端请求,服务器会等待它们处理完(或超时),然后再正式关闭。
  • 正常关闭的同时,callback 会被执行,同时会触发 close 事件。
  • 异常关闭的同时,callback 也会执行,同时将对应的 error 作为参数传入。(比如还没调用 server.listen(port) 之前,就调用了server.close())

下面会通过两个具体的例子进行对比,先把结论列出来

  • 已调用server.listen():正常关闭,close事件触发,然后callback执行,error参数为undefined
  • 未调用server.listen():异常关闭,close事件触发,然后callback执行,error为具体的错误信息。(注意,error 事件没有触发)

例子1:服务端正常关闭

var net = require('net');
var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';
var noop = function(){};

// tcp服务端
var server = net.createServer(noop);

server.listen(PORT, HOST, function(){

    server.close(function(error){
        if(error){
            console.log( 'close回调:服务端异常:' + error.message );
        }else{
            console.log( 'close回调:服务端正常关闭' );
        }            
    }); 
});

server.on('close', function(){
    console.log( 'close事件:服务端关闭' );
});

server.on('error', function(error){
    console.log( 'error事件:服务端异常:' + error.message );
});

输出为:

close事件:服务端关闭
close回调:服务端正常关闭

例子2:服务端异常关闭

代码如下

var net = require('net');
var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';
var noop = function(){};

// tcp服务端
var server = net.createServer(noop);

// 没有正式启动请求监听
// server.listen(PORT, HOST);

server.on('close', function(){
    console.log( 'close事件:服务端关闭' );
});

server.on('error', function(error){
    console.log( 'error事件:服务端异常:' + error.message );
});

server.close(function(error){
    if(error){
        console.log( 'close回调:服务端异常:' + error.message );
    }else{
        console.log( 'close回调:服务端正常关闭' );
    }            
});

输出为:

close事件:服务端关闭
close回调:服务端异常:Not running

server.ref()/server.unref()

了解node事件循环的同学对这两个API应该不陌生,主要用于将server 加入事件循环/从事件循环里面剔除,影响就在于会不会影响进程的退出。

对出学习net的同学来说,并不需要特别关注,感兴趣的自己做下实验就好。

事件 listening/connection/close/error

  • listening:调用 server.listen(),正式开始监听请求的时候触发。
  • connection:当有新的请求进来时触发,参数为请求相关的 socket。
  • close:服务端关闭的时候触发。
  • error:服务出错的时候触发,比如监听了已经被占用的端口。

几个事件都比较简单,这里仅举个 connection 的例子。

从测试结果可以看出,有新的客户端连接产生时,net.createServer(callback) 中的callback回调 会被调用,同时 connection 事件注册的回调函数也会被调用。

事实上,net.createServer(callback) 中的 callback 在node内部实现中 也是加入了做为 connection事件 的监听函数。感兴趣的可以看下node的源码。

var net = require('net');
var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';
var noop = function(){};

// tcp服务端
var server = net.createServer(function(socket){
    socket.write('1. connection 触发\n');
});

server.on('connection', function(socket){
    socket.end('2. connection 触发\n');
});

server.listen(PORT, HOST);

通过下面命令测试下效果

curl http://127.0.0.1:3000

输出:

1. connection 触发
2. connection 触发

客户端 net.Socket

在文章开头已经举过客户端的例子,这里再把例子贴一下。(备注:严格来说不应该把 net.Socket 叫做客户端,这里方便讲解而已)

单从node官方文档来看的话,感觉 net.Socket 比 net.Server 要复杂很多,有更多的API、事件、属性。但实际上,把 net.Socket 相关的API、事件、属性 进行归类下,会发现,其实也不是特别复杂。

具体请看下一小节内容。

var net = require('net');

var PORT = 3000;
var HOST = '127.0.0.1';

// tcp客户端
var client = net.createConnection(PORT, HOST);

client.on('connect', function(){
    console.log('客户端:已经与服务端建立连接');
});

client.on('data', function(data){
    console.log('客户端:收到服务端数据,内容为{'+ data +'}');
});

client.on('close', function(data){
    console.log('客户端:连接断开');
});

client.end('你好,我是客户端');

API、属性归类

以下对net.Socket的API跟属性,按照用途进行了大致的分类,方便读者更好的理解。大部分API跟属性都比较简单,看下文档就知道做什么的,这里就先不展开。

连接相关

  • socket.connect():有3种不同的参数,用于不同的场景;
  • socket.setTimeout():用来进行连接超时设置。
  • socket.setKeepAlive():用来设置长连接。
  • socket.destroy()、socket.destroyed:当错误发生时,用来销毁socket,确保这个socket上不会再有其他的IO操作。

数据读、写相关

socket.write()、socket.end()、socket.pause()、socket.resume()、socket.setEncoding()、socket.setNoDelay()

数据属性相关

socket.bufferSize、socket.bytesRead、socket.bytesWritten

事件循环相关

socket.ref()、socket.unref()

地址相关

  • socket.address()
  • socket.remoteAddress、socket.remoteFamily、socket.remotePort
  • socket.localAddress/socket.localPort

事件简介

  • data:当收到另一侧传来的数据时触发。
  • connect:当连接建立时触发。
  • close:连接断开时触发。如果是因为传输错误导致的连接断开,则参数为error。
  • end:当连接另一侧发送了 FIN 包的时候触发(读者可以回顾下HTTP如何断开连接的)。默认情况下(allowHalfOpen == false),socket会完成自我销毁操作。但你也可以把 allowHalfOpen 设置为 true,这样就可以继续往socket里写数据。当然,最后你需要手动调用 socket.end()
  • error:当有错误发生时,就会触发,参数为error。(官方文档基本一句话带过,不过考虑到出错的可能太多,也可以理解)
  • timeout:提示用户,socket 已经超时,需要手动关闭连接。
  • drain:当写缓存空了的时候触发。(不是很好描述,具体可以看下stream的介绍)
  • lookup:域名解析完成时触发。

相关链接

官方文档: https://nodejs.org/api/net.html#net_socket_destroy_exception

本文摘录自《Nodejs学习笔记》,更多章节及更新,请访问 github主页地址。欢迎加群交流,群号 197339705。

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