转--Go语言基于Socket编写服务器端与客户端通信的实例

在golang中,网络协议已经被封装的非常完好了,想要写一个Socket的Server,我们并不用像其他语言那样需要为socket、bind、listen、receive等一系列操作头疼,只要使用Golang中自带的net包即可很方便的完成连接等操作~ 在这里,给出一个最最基础的基于Socket的Server的写法:

代码如下:

package main import ( "fmt" "net" "log" "os" ) func main() { //建立socket,监听端口 netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:1024") CheckError(err) defer netListen.Close() Log("Waiting for clients") for { conn, err := netListen.Accept() if err != nil { continue } Log(conn.RemoteAddr().String(), " tcp connect success") handleConnection(conn) } } //处理连接 func handleConnection(conn net.Conn) { buffer := make([]byte, 2048) for { n, err := conn.Read(buffer) if err != nil { Log(conn.RemoteAddr().String(), " connection error: ", err) return } Log(conn.RemoteAddr().String(), "receive data string:\n", string(buffer[:n])) } } func Log(v ...interface{}) { log.Println(v...) } func CheckError(err error) { if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } }

抛除Go语言里面10行代码有5行error的蛋疼之处,你可以看到,Server想要建立并接受一个Socket,其核心流程就是

代码如下:

netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:1024")

conn, err := netListen.Accept()

n, err := conn.Read(buffer) 这三步,通过Listen、Accept 和Read,我们就成功的绑定了一个端口,并能够读取从该端口传来的内容~ Server写好之后,接下来就是Client方面啦,我手写一个HelloWorld给大家:

代码如下:

package main import ( "fmt" "net" "os" ) func sender(conn net.Conn) { words := "hello world!" conn.Write([]byte(words)) fmt.Println("send over") } func main() { server := "127.0.0.1:1024" tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server) if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr) if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } fmt.Println("connect success") sender(conn) }

可以看到,Client这里的关键在于

代码如下:

tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server) conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr) 这两步,主要是负责解析端口和连接~ 写好Server和Client之后,让我们运行一下看看:~~ 成功运行,Console出现Server等待连接的提示:

Server端成功的收到了我们的Hello-World啦,至于后面的那行红字,则是断开连接的提示~

到这里,一个最基础的使用Socket的Server-Client框架就出来啦~ 如果想要让Server能够响应来自不同Client的请求,我们只要在Server端的代码的main入口中, 在 handleConnection(conn net.Conn) 这句代码的前面加上一个 go,就可以让服务器并发处理不同的Client发来的请求啦 自定义通讯协议 在上面我们做出来一个最基础的demo后,已经可以初步实现Server和Client之间的信息交流了~ 这一章我会介绍一下怎么在Server和Client之间实现一个简单的通讯协议,从而增强整个信息交流过程的稳定性。 在Server和client的交互过程中,有时候很难避免出现网络波动,而在通讯质量较差的时候,Client有可能无法将信息流一次性完整发送,最终传到Server上的信息很可能变为很多段。 如下图所示,本来应该是分条传输的json,结果因为一些原因连接在了一起,这时候就会出现问题啦,Server端要怎么判断收到的消息是否完整呢?~

唔,答案就是这篇文章的主题啦:在Server和Client交互的时候,加入一个通讯协议(protocol),让二者的交互通过这个协议进行封装,从而使Server能够判断收到的信息是否为完整的一段。(也就是解决分包的问题) 因为主要目的是为了让Server能判断客户端发来的信息是否完整,因此整个协议的核心思路并不是很复杂: 协议的核心就是设计一个头部(headers),在Client每次发送信息的时候将header封装进去,再让Server在每次收到信息的时候按照预定格式将消息进行解析,这样根据Client传来的数据中是否包含headers,就可以很轻松的判断收到的信息是否完整了~ 如果信息完整,那么就将该信息发送给下一个逻辑进行处理,如果信息不完整(缺少headers),那么Server就会把这条信息与前一条信息合并继续处理。 下面是协议部分的代码,主要分为数据的封装(Enpack)和解析(Depack)两个部分,其中Enpack用于Client端将传给服务器的数据封装,而Depack是Server用来解析数据,其中Const部分用于定义Headers,HeaderLength则是Headers的长度,用于后面Server端的解析。这里要说一下ConstMLength,这里代表Client传入信息的长度,因为在golang中,int转为byte后会占4长度的空间,因此设定为4。每次Client向Server发送信息的时候,除了将Headers封装进去意以外,还会将传入信息的长度也封装进去,这样可以方便Server进行解析和校验。

代码如下:

//通讯协议处理 package protocol import ( "bytes" "encoding/binary" ) const ( ConstHeader = "Headers" ConstHeaderLength = 7 ConstMLength = 4 ) //封包 func Enpack(message []byte) []byte { return append(append([]byte(ConstHeader), IntToBytes(len(message))...), message...) } //解包 func Depack(buffer []byte, readerChannel chan []byte) []byte { length := len(buffer) var i int for i = 0; i < length; i = i + 1 { if length < i+ConstHeaderLength+ConstMLength { break } if string(buffer[i:i+ConstHeaderLength]) == ConstHeader { messageLength := BytesToInt(buffer[i+ConstHeaderLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength]) if length < i+ConstHeaderLength+ConstLength+messageLength { break } data := buffer[i+ConstHeaderLength+ConstMLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength+messageLength] readerChannel <- data } } if i == length { return make([]byte, 0) } return buffer[i:] } //整形转换成字节 func IntToBytes(n int) []byte { x := int32(n) bytesBuffer := bytes.NewBuffer([]byte{}) binary.Write(bytesBuffer, binary.BigEndian, x) return bytesBuffer.Bytes() } //字节转换成整形 func BytesToInt(b []byte) int { bytesBuffer := bytes.NewBuffer(b) var x int32 binary.Read(bytesBuffer, binary.BigEndian, &x) return int(x) }

协议写好之后,接下来就是在Server和Client的代码中应用协议啦,下面是Server端的代码,主要负责解析Client通过协议发来的信息流:

代码如下:

package main import ( "protocol" "fmt" "net" "os" ) func main() { netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:6060") CheckError(err) defer netListen.Close() Log("Waiting for clients") for { conn, err := netListen.Accept() if err != nil { continue } //timeouSec :=10 //conn. Log(conn.RemoteAddr().String(), " tcp connect success") go handleConnection(conn) } } func handleConnection(conn net.Conn) { // 缓冲区,存储被截断的数据 tmpBuffer := make([]byte, 0) //接收解包 readerChannel := make(chan []byte, 16) go reader(readerChannel) buffer := make([]byte, 1024) for { n, err := conn.Read(buffer) if err != nil { Log(conn.RemoteAddr().String(), " connection error: ", err) return } tmpBuffer = protocol.Depack(append(tmpBuffer, buffer[:n]...), readerChannel) } defer conn.Close() } func reader(readerChannel chan []byte) { for { select { case data := <-readerChannel: Log(string(data)) } } } func Log(v ...interface{}) { fmt.Println(v...) } func CheckError(err error) { if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } } 然后是Client端的代码,这个简单多了,只要给信息封装一下就可以了~:

代码如下:

package main import ( "protocol" "fmt" "net" "os" "time" "strconv" ) func send(conn net.Conn) { for i := 0; i < 100; i++ { session:=GetSession() words := "{\"ID\":"+ strconv.Itoa(i) +"\",\"Session\":"+session +"2015073109532345\",\"Meta\":\"golang\",\"Content\":\"message\"}" conn.Write(protocol.Enpacket([]byte(words))) } fmt.Println("send over") defer conn.Close() } func GetSession() string{ gs1:=time.Now().Unix() gs2:=strconv.FormatInt(gs1,10) return gs2 } func main() { server := "localhost:6060" tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server) if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr) if err != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error()) os.Exit(1) } fmt.Println("connect success") send(conn) } 这样我们就成功实现在Server和Client之间建立一套自定义的基础通讯协议啦,让我们运行一下看下效果:

成功识别每一条Client发来的信息啦~~

原文发布于微信公众号 - Golang语言社区(Golangweb)

原文发表时间:2016-08-04

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