深入了解Golang网络编程Net包的使用

目录

• 1.TCP 服务
• 2.TCP 连接在系统调用层面的实现
• 3.Go中TCP连接的实现
• 4.结语

​最近做了一个项目，其中用到了网络编程，下面和大家分享下在Go中网络编程的实现。在Go中， 网络编程主要通过 net 包实现。支持 包括TCP/IP、UDP、域名解析和Unix域socket等连接，此外，还通过 net/http ，net/rpc 等提供了 HTTP，RPC等主流应用层的连接协议。

1.TCP 服务

TCP 是最常用的网络连接方式，以 TCP 连接为例，一个简单的 TCP 连接代码示例。Client：

package main

import (
 "bufio"
 "fmt"
 "os"
 "strings"
 "net"
)

func main() {
 conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")
 if err != nil {
  //handle
 }
 defer conn.Close()
 inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
 for{
  //读取输入
  readString,_ :=inputReader.ReadString('\n')
  trim := strings.Trim(readString,"\r\n")
  _,err :=conn.Write([]byte(trim))
  if err!=nil{
   return
  }
  buf := [512]byte{}
  n,err := conn.Read(buf[:])
  if err!=nil{
   return
  }
  fmt.Println(string(buf[:n]))
 }

}

Server：

package main

import (
 "bufio"
 "fmt"
 "net"
)

func main() {
 listen,err:= net.Listen("tcp",":8088")
 if err != nil{
  //handle
 }
 for {
  conn,err := listen.Accept()
  if err != nil{
   //handle
   continue
  }
  defer conn.Close()
  for {
   //处理
   reader := bufio.NewReader(conn)
   var buf [1024]byte
   read,err:= reader.Read(buf[:])
   if err != nil{
    //handle
   }
   recv := string(buf[:read])
   fmt.Println("GET MESSAGE: ",recv)
   conn.Write([]byte(recv))
  }
 }
}

2.TCP 连接在系统调用层面的实现

包括 TCP/IP 在内的各种网络连接，在类 unix 的操作系统里，都是通过网络系统调用实现的,使用系统调用创建 TCP 服务器的核心流程是：· 首先得能创建socket ，也就是得有个 create 的接口；

• 首先得能创建socket ，也就是得有个 create 的接口；
• 其次还得能绑定 ip 和端口号，也就是 bind，不然别人找不到你；
• 有了这些还得有点东西，那就是别人怎么连接你。也就是要有个 connect 和 accept 的功能；
• 再者还得实现读和写，也就是 read 和 write，因为我们要通过socket 通信，不能读不能写肯定不行；
• 通信完毕后socket 要关闭；
• 创建 socket 连接 s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
• 绑定 地址 bind(s, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
• 启动监听 listen(s,5);
• 接收客户端的连接 ns= accept(s, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen);
• 接收数据 n = read( ns,buffer,255 );
• 发送数据，n = write(ns,"hello world",11)。

创建 TCP 客户端的核心流程：

• 创建 socket 连接 s= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
• 连接服务器地址：connect(s, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))；
• 接收数据 n = read( ns,buffer,255 );
• 发送数据，n = write(ns,"hello world",11)。

​socket() 等系统调用的实现，是 kernel 层面完成的,而net包就是对这些底层的流程做了封装。

3.Go中TCP连接的实现

在客户端中，建立连接conn, err := net.Dial("tcp", "tyun.cn:8088")的底层源码实现方法是：

func (d *Dialer) DialContext(ctx context.Context, network, address string) (Conn, error)

这个方法解析完网络和地址后 ，主要有2种连接方式：

if len(fallbacks) > 0 {
  c, err = sd.dialParallel(ctx, primaries, fallbacks)
} else {
  c, err = sd.dialSerial(ctx, primaries)
}

而这两种连接方式的都是调用：

func (sd *sysDialer) dialSingle(ctx context.Context, ra Addr) (c Conn, err error)

sd.dialSingle又支持4种类型：

sd.dialTCP(ctx, la, ra)

sd.dialUDP(ctx, la, ra)

sd.dialIP(ctx, la, ra)

sd.dialUnix(ctx, la, ra)

接续往下追溯，就能看到其实调用的是socket函数，实现系统调用socket()。

如果多个 goroutine 对 conn 进行读写，就会有多重读，多重写两种情况，socket 是全双工，所以读写之间互不影响。多 goroutine 读的时候，其实没什么影响。因为读的话，不会重复读，多重读不会引发安全问题。

多 goroutine 写的时候，就有问题了。多个 goroutine 写不能每个写一半，必须保证每次写是原子操作，好在 Go内部实现写的时候加了锁。

TCP 连接建立后，每当客户端发来请求时，服务端会建立新的连接。

conn,err := listen.Accept()

这个方法同样往下追溯，能看到其实最底层的实现是系统调用syscall.Accept。

连接通信的过程中，如果某一方突然关闭，那另一方会有啥反应？在实践的过程中，总结如下：

当对端异常关闭，如果己方 socket 中有数据，那么己方是会继续读取；当 socket 中无数据时，己方 Read 函数返回 EOF；

当对端异常关闭，己方如果还在 socket 的缓冲中写入，那么本次写入成功，下次写入就报错；· 当己端关闭，读写均异常错误。

4.结语

以上就是关于Go网络编程的一些分享,虽然net包提供了对网络原语的访问，但大多数使用者只需要Dial、Listen和Accpet函数的基本接口；以及Conn和Listener接口。net包主要是增加 context 控制，封装了一些不同的连接类型以及DNS 查找等等，同时在有需要的地方引入 goroutine 提高处理效率。

到此这篇关于深入了解Golang网络编程Net包的使用的文章就介绍到这了,更多相关Golang Net包内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！