Go语言七篇入门教程六网络编程
目录
- 1. Socket 编程
- 1.1 Dial()函数
- 2. HTTP 编程
- 2.1 HTTP 客户端
- 2.2 HTTP 服务端
- 2.2.1 处理 HTTP 请求
- 3. RPC 编程
- 3.1 Go 语言中的 RPC 支持与处理
- 3.2 Gob 简介
- 3.3 设计优雅的 RPC 接口
1. Socket 编程
在 Go 语言中编写网络程序时,我们将看不到传统的编码形式。以前我们使用 Socket 编程时,会按照如下步骤展开。
建立 Socket:使用 socket()
函数。
绑定 Socket:使用 bind()
函数。
监听:使用 listen()
函数。或者连接:使用 connect()
函数。
接受连接:使用 accept()
函数。
接收:使用 receive()
函数。或者发送:使用 send()
函数。
Go 语言标准库对此过程进行了抽象和封装。无论我们期望使用什么协议建立什么形式的连接,都只需要调用 net.Dial()
即可。
1.1 Dial()函数
Dial()函数的原型如下:
func Dial(net, addr string) (Conn, error)
其中 net
参数是网络协议的名字,addr
参数是IP 地址或域名
,而端口号以:
的形式跟随在地址或域名的后面,端口号可选。如果连接成功,返回连接对象,否则返回 error
。
我们来看一下几种常见协议的调用方式。
TCP
链接:
conn, err := net.Dial("tcp", "192.168.1.8:3000")
UDP
链接:
conn, err := net.Dial("udp", "192.168.1.12:975")
ICMP
链接(使用协议名称):
conn, err := net.Dial("ip4:icmp", "www.baidu.com")
ICMP
链接(使用协议编号):
conn, err := net.Dial("ip4:1", "10.0.0.3")
在成功建立连接后,我们就可以进行数据的发送和接收。发送数据时,使用 conn
的Write()
成员方法,接收数据时使用 Read()
方法。
2. HTTP 编程
2.1 HTTP 客户端
Go 内置的 net/http
包提供了最简洁的 HTTP
客户端实现,我们无需借助第三方网络通信库(比如 libcurl
)就可以直接使用 HTTP 中用得最多的 GET
和 POST
方式请求数据。
基本方法
net/http
包的 Client
类型提供了如下几个方法,让我们可以用最简洁的方式实现HTTP
请求:
func (c *Client) Get(url string) (r *Response, err error) func (c *Client) Post(url string, bodyType string, body io.Reader) (r *Response, err error) func (c *Client) PostForm(url string, data url.Values) (r *Response, err error) func (c *Client) Head(url string) (r *Response, err error) func (c *Client) Do(req *Request) (resp *Response, err error)
下面概要介绍这几个方法。
- http.Get()
要请求一个资源,只需调用 http.Get()方法(等价于 http.DefaultClient.Get())即可,示例代码如下:
resp, err := http.Get("http://example.com/") if err != nil { // 处理错误 ... return } defer resp.Body.close() io.Copy(os.Stdout, resp.Body)
上面这段代码请求一个网站首页,并将其网页内容打印到标准输出流中。
- http.Post()
要以POST
的方式发送数据,也很简单,只需调用 http.Post()
方法并依次传递下面的 3 个参数即可:
请求的目标 URL将要 POST 数据的资源类型(MIMEType)数据的比特流([]byte 形式)
下面的示例代码演示了如何上传一张图片:
resp, err := http.Post("http://example.com/upload", "image/jpeg", &imageDataBuf) if err != nil{ // 处理错误 return } if resp.StatusCode != http.StatusOK {// 处理错误 return }
- http.PostForm()
http.PostForm()
方法实现了标准编码格式为 application/x-www-form-urlencoded
的表单提交。下面的示例代码模拟 HTML 表单提交一篇新文章:
resp, err := http.PostForm("http://example.com/posts", url.Values{"title": {"article title"}, "content": {"article body"}}) if err != nil{ // 处理错误 return }
- http.Head()
HTTP 中的 Head 请求方式表明只请求目标 URL 的头部信息,即 HTTP Header 而不返回 HTTP
Body。Go 内置的 net/http
包同样也提供了 http.Head()
方法,该方法同 http.Get()
方法一样,
只需传入目标 URL 一个参数即可。下面的示例代码请求一个网站首页的 HTTP Header 信息:
resp, err := http.Head("http://baidu.com/")
- (*http.Client).Do()
在多数情况下,http.Get()
和 http.PostForm()
就可以满足需求,但是如果我们发起的
HTTP 请求需要更多的定制信息,我们希望设定一些自定义的 Http Header 字段,比如:
- 设定自定义的"User-Agent"
- 传递 Cookie
此时可以使用 net/http
包 http.Client
对象的 Do()
方法来实现
req, err := http.NewRequest("GET", "http://baidu.com", nil) // ... req.Header.Add("User-Agent", "Gobook Custom User-Agent") // ... client := &http.Client{ //... } resp, err := client.Do(req)
2.2 HTTP 服务端
2.2.1 处理 HTTP 请求
使用 net/http
包提供的 http.ListenAndServe()
方法,可以在指定的地址进行监听,开启一个 HTTP,服务端该方法的原型如下:
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error
该方法用于在指定的 TCP
网络地址 addr
进行监听,然后调用服务端处理程序来处理传入的连接请求。该方法有两个参数:第一个参数 addr
即监听地址;第二个参数表示服务端处理程序,通常为空,这意味着服务端调用 http.DefaultServeMux
进行处理,而服务端编写的业务逻辑处理程序 http.Handle()
或 http.HandleFunc()
默认注入 http.DefaultServeMux
中,具体代码如下:
http.Handle("/foo", fooHandler) http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) { fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path)) }) log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
net/http
包还提供 http.ListenAndServeTLS()
方法,用于处理 HTTPS
连接请求:
func ListenAndServeTLS(addr string, certFile string, keyFile string, handler Handler) error
ListenAndServeTLS()
和ListenAndServe()
的行为一致,区别在于只处理 HTTPS
请求。此外,服务器上必须存在包含证书和与之匹配的私钥的相关文件,比如 certFile
对应 SSL证书
文件存放路径,keyFile
对应证书私钥文件路径。如果证书是由证书颁发机构签署的,certFile
参数指定的路径必须是存放在服务器上的经由 CA
认证过的 SSL 证书
。
3. RPC 编程
在 Go 中,标准库提供的 net/rpc 包实现了 RPC 协议需要的相关细节,开发者可以很方便地使用该包编写 RPC 的服务端和客户端程序,这使得用 Go 语言开发的多个进程之间的通信变得非常简单。
net/rpc
包允许 RPC
客户端程序通过网络或是其他 I/O 连接调用一个远端对象的公开方法(必须是大写字母开头、可外部调用的)。在 RPC 服务端,可将一个对象注册为可访问的服务,之后该对象的公开方法就能够以远程的方式提供访问。一个 RPC 服务端可以注册多个不同类型的对象,但不允许注册同一类型的多个对象。
一个对象中只有满足如下这些条件的方法,才能被 RPC 服务端设置为可供远程访问:
- 必须是在对象外部可公开调用的方法(首字母大写);
- 必须有两个参数,且参数的类型都必须是包外部可以访问的类型或者是 Go 内建支持的类型;
- 第二个参数必须是一个指针;
- 方法必须返回一个 error 类型的值。
以上 4 个条件,可以简单地用如下一行代码表示:
func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
在上面这行代码中,类型 T、T1 和 T2 默认会使用 Go 内置的 encoding/gob
包进行编码解码。
该方法(MethodName)的第一个参数表示由 RPC
客户端传入的参数,第二个参数表示要返回给 RPC
客户端的结果,该方法最后返回一个 error
类型的值。
RPC
服务端可以通过调用 rpc.ServeConn
处理单个连接请求。多数情况下,通过 TCP
或是 HTTP
在某个网络地址上进行监听来创建该服务是个不错的选择。
3.1 Go 语言中的 RPC 支持与处理
在 Go 中,标准库提供的net/rpc
包实现了RPC
协议需要的相关细节,开发者可以很方便地使用该包编写 RPC 的服务端和客户端程序,这使得用 Go 语言开发的多个进程之间的通信变得非常简单。
net/rpc
包允许 RPC
客户端程序通过网络或是其他 I/O 连接调用一个远端对象的公开方法(必须是大写字母开头、可外部调用的)。在RPC
服务端,可将一个对象注册为可访问的服务,之后该对象的公开方法就能够以远程的方式提供访问。一个RPC
服务端可以注册多个不同类型的对象,但不允许注册同一类型的多个对象。
一个对象中只有满足如下这些条件的方法,才能被RPC
服务端设置为可供远程访问:
- 必须是在对象外部可公开调用的方法(首字母大写);
- 必须有两个参数,且参数的类型都必须是包外部可以访问的类型或者是
Go
内建支持的类型; - 第二个参数必须是一个指针;
- 方法必须返回一个 error 类型的值。
以上 4 个条件,可以简单地用如下一行代码表示:
func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
在上面这行代码中,类型 T、T1 和 T2 默认会使用 Go 内置的 encoding/gob
包进行编码解码。关于 encoding/gob
包的内容,稍后我们将会对其进行介绍。
该方法(MethodName)的第一个参数表示由 RPC 客户端传入的参数,第二个参数表示要返回给 RPC
客户端的结果,该方法最后返回一个 error 类型的值。
RPC
服务端可以通过调用 rpc.ServeConn
处理单个连接请求。多数情况下,通过 TCP
或是 HTTP
在某个网络地址上进行监听来创建该服务是个不错的选择。
3.2 Gob 简介
Gob
是 Go 的一个序列化数据结构的编码解码工具,在Go
标准库中内置 encoding/gob
包以供使用。一个数据结构使用 Gob
进行序列化之后,能够用于网络传输。
与JSON
或XML
这种基于文本描述的数据交换语言不同,Gob
是二进制编码的数据流,并且 Gob
流是可以自解释的,它在保证高效率的同时,也具备完整的表达能力。
作为针对 Go
的数据结构进行编码和解码的专用序列化方法,这意味着 Gob
无法跨语言使用。在 Go
的 net/rpc
包中,传输数据所需要用到的编码解码器,默认就是 Gob
。由于Gob
仅局限于使用 Go
语言开发的程序,这意味着我们只能用 Go
的 RPC
实现进程间通信。
然而,大多数时候,我们用Go
编写的 RPC
服务端(或客户端),可能更希望它是通用的,与语言无关的,无论是 Python 、 Java 或其他编程语言实现的 RPC
客户端,均可与之通信。
3.3 设计优雅的 RPC 接口
Go 的 net/rpc
很灵活,它在数据传输前后实现了编码解码器的接口定义。这意味着,开发者可以自定义数据的传输方式以及 RPC 服务端和客户端之间的交互行为。
RPC
提供的编码解码器接口如下:
type ClientCodec interface { WriteRequest(*Request, interface{}) error ReadResponseHeader(*Response) error ReadResponseBody(interface{}) error Close() error } type ServerCodec interface { ReadRequestHeader(*Request) error ReadRequestBody(interface{}) error WriteResponse(*Response, interface{}) error Close() error }
接口 ClientCodec
定义了 RPC
客户端如何在一个 RPC
会话中发送请求和读取响应。客户端程序通过 WriteRequest()
方法将一个请求写入到 RPC 连接中,并通过ReadResponseHeader()
和 ReadResponseBody()
读取服务端的响应信息。当整个过程执行完毕后,再通过 Close()
方法来关闭该连接。
接口 ServerCodec
定义了 RPC
服务端如何在一个 RPC
会话中接收请求并发送响应。服务端程序通过ReadRequestHeader()
和ReadRequestBody()
方法从一个 RPC 连接中读取 请求信息,然后再通过WriteResponse() 方法向该连接中的 RPC 客户端发送响应。当完成该过程后,通过 Close()
方法来关闭连接。
通过实现上述接口,我们可以自定义数据传输前后的编码解码方式,而不仅仅局限于Gob
。同样,可以自定义RPC
服务端和客户端的交互行为。实际上,Go
标准库提供的 net/rpc/json
包,就是一套实现了 rpc.ClientCodec
和rpc.ServerCodec
接口的 JSON-RPC
模块。
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