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    Go语言基于Socket编写服务器端与客户端通信的实例

    2016-06-10 15:05:55原创653
    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:
    复制代码 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)
    }
    }

    唔,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

    复制代码 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:
    复制代码 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
    复制代码 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:

    2016219150512234.png (1016×819)

    2016219150553909.png (678×561)

    2016219150608465.png (961×778)

    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?~

    2016219150627822.jpg (585×484)

    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。

    复制代码 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:
    复制代码 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~:

    复制代码 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:

    2016219150649137.jpg (633×520)

    成功识别每一条Client发来的信息啦~~

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