猜谜游戏、彩云词典爬虫、SOCKS5代理的 Go(Golang) 小实践，附带全代码解释
猜谜游戏在编程语言实践都已经和 HelloWord 程序成为必不可少的新手实践环节，毕竟，它能够让我们基本熟悉 for 循环、变量定义、打印、if else 语句等等的使用，当我们基本熟悉该语言基础之后，就要学会其优势方面的程序实践，比如 Golang 所具备的爬虫及其并发优势。我们将采用彩云词典的英文单词翻译成中文的在线词典爬虫程序，及其改进版本，在并发上，我们将采用 SOCKS5 代理服务器的方式体验 Golang 语言的高并发易用性。
欢迎关注我的字节后端青训营代码仓库，更新每日课后作业及其改进代码，除此之外，还会每周发布对应笔记，欢迎一起 star 或者 contribute 代码仓库。
猜谜游戏
思路：
- 生成随机数
- 读取输入文本
- 删除不必要的换行符
- 转化文本为数字
- 循环判断是否猜数正确
- 正确退出循环
- 不正确则从第二步重新开始
官方版
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"math/rand"
"os"
"strconv"
"strings"
"time"
)
// 官方版本
func main() {
maxNum := 100
// 定义随机种子为当前时间，如果没有设定随机种子，生成数一致
rand.Seed(time.Now().UnixNano())
// 设置随机数最高值n，最小值默认从零开始，即生成一个值在区间 [0, n) 的 Int 数
secretNumber := rand.Intn(maxNum)
fmt.Println("Please input your guess")
// 读取文本
reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
// 输入判断，猜数正确退出循环
for {
input, err := reader.ReadString('\n')
// nil 即为 golang 的空值
if err != nil {
fmt.Println("An error occured while reading input. Please try again", err)
// continue 返回循环开始处
continue
}
// windows 需要修改换行符
input = strings.Trim(input, "\r\n")
// 利用 string 方法转化为数字
guess, err := strconv.Atoi(input)
if err != nil {
fmt.Println("Invalid input. Please enter an integer value")
continue
}
fmt.Println("You guess is", guess)
// 判断数字大小，及其正确与否，不正确返回循环开始处，正确则结束循环
if guess > secretNumber {
fmt.Println("Your guess is bigger than the secret number. Please try again")
} else if guess < secretNumber {
fmt.Println("Your guess is smaller than the secret number. Please try again")
} else {
fmt.Println("Correct, you Legend!")
// 利用 break 结束循环
break
}
}
}
简易版：
package main
import (
"fmt"
"math/rand"
"time"
)
func main() {
maxNum := 100
rand.Seed(time.Now().UnixNano()) // 设置随机数种子
secretNumber := rand.Intn(maxNum)
fmt.Println("Please input your guess")
for {
// 采用 fmt.Scanf 则无需额外处理文本
var guess int _, err := fmt.Scanf("%d\n", &guess)
if err != nil {
fmt.Println("Invalid input. Please enter an integer value")
continue
}
fmt.Println("You guess is", guess)
if guess > secretNumber {
fmt.Println("Your guess is bigger than the secret number. Please try again")
} else if guess < secretNumber {
fmt.Println("Your guess is smaller than the secret number. Please try again")
} else {
fmt.Println("Correct, you Legend!")
break
}
}
}
在线词典
在 https://fanyi.caiyunapp.com/ 进行抓包，即网站加载结束后，在输入英文前打开浏览器自带的开发者工具，进行网络录制（network），输入英文，出现如下网络活动：
- translator（重复两次）
- dict（重复两次）
通过筛选，选择 dict 获取以下响应数据：
我们可以看出，发送数据中，source 为需要翻译的词，trans_type 为翻译类型，此处为英语翻译成汉语。响应数据中，entry 参数为需要翻译的词 test ，explanations 为翻译结果。为了方便爬取，采用代码生成的方法进行获取 go 参数。
复制为 cURL(bash)，注意 edge 浏览器选择复制成 bash 格式，而不是 cmd 格式，否则，代码生成会发生错误。
curl 'https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict' \
-H 'authority: api.interpreter.caiyunai.com' \
-H 'accept: application/json, text/plain, */*' \
-H 'accept-language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6' \
-H 'app-name: xy' \
-H 'content-type: application/json;charset=UTF-8' \
-H 'device-id: f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb' \
-H 'origin: https://fanyi.caiyunapp.com' \
-H 'os-type: web' \
-H 'os-version;' \
-H 'referer: https://fanyi.caiyunapp.com/' \
-H 'sec-ch-ua: "Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"' \
-H 'sec-ch-ua-mobile: ?1' \
-H 'sec-ch-ua-platform: "Android"' \
-H 'sec-fetch-dest: empty' \
-H 'sec-fetch-mode: cors' \
-H 'sec-fetch-site: cross-site' \
-H 'user-agent: Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35' \
-H 'x-authorization: token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi' \
--data-raw '{"trans_type":"en2zh","source":"test"}' \
--compressed
利用 Convert curl to Go (curlconverter.com) 生成代码如下：
package main
import (
"fmt"
"io"
"log"
"net/http"
"strings"
)
func main() {
client := &http.Client{}
var data = strings.NewReader(`{"trans_type":"en2zh","source":"test"}`)
req, err := http.NewRequest("POST", "https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict", data)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
req.Header.Set("authority", "api.interpreter.caiyunai.com")
req.Header.Set("accept", "application/json, text/plain, */*")
req.Header.Set("accept-language", "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6")
req.Header.Set("app-name", "xy")
req.Header.Set("content-type", "application/json;charset=UTF-8")
req.Header.Set("device-id", "f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb")
req.Header.Set("origin", "https://fanyi.caiyunapp.com")
req.Header.Set("os-type", "web")
req.Header.Set("os-version", "")
req.Header.Set("referer", "https://fanyi.caiyunapp.com/")
req.Header.Set("sec-ch-ua", `"Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"`)
req.Header.Set("sec-ch-ua-mobile", "?1")
req.Header.Set("sec-ch-ua-platform", `"Android"`)
req.Header.Set("sec-fetch-dest", "empty")
req.Header.Set("sec-fetch-mode", "cors")
req.Header.Set("sec-fetch-site", "cross-site")
req.Header.Set("user-agent", "Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35")
req.Header.Set("x-authorization", "token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi")
resp, err := client.Do(req)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer resp.Body.Close()
bodyText, err := io.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("%s\n", bodyText)
}
运行结束后，获取到的响应数据（未格式化展示）如下
{"rc":0,"wiki":{},"dictionary":{"prons":{"en-us":"[t\u03b5st]","en":"[test]"},"explanations":["n.,vt.\u8bd5\u9a8c,\u6d4b\u8bd5,\u68c0\u9a8c"],"synonym":["examine","question","quiz","grill","query"],"antonym":[],"wqx_example":[["take a test","\u53c2\u52a0\u6d4b\u8bd5"],["receive a test","\u63a5\u53d7\u8003\u9a8c"],["put something to the test","\u68c0\u9a8c\u67d0\u4e8b"],["We will have an English test on Monday morning . ","\u661f\u671f\u4e00\u65e9\u4e0a\u6211\u4eec\u5c06\u6709\u4e00\u6b21\u82f1\u8bed\u6d4b\u9a8c\u3002"]],"entry":"test","type":"word","related":[],"source":"wenquxing"}}
利用该响应数据，我们就能够构造一个响应数据结构体，可利用 JSON转Golang Struct - 在线工具 - OKTools 进行代码生成。生成代码如下：
// 响应数据文本，少数参数有用
type DictResponse struct {
Rc int `json:"rc"`
Wiki struct {
} `json:"wiki"`
Dictionary struct {
Prons struct {
EnUs string `json:"en-us"`
En string `json:"en"`
} `json:"prons"`
// 翻译结果
Explanations []string `json:"explanations"`
Synonym []string `json:"synonym"`
Antonym []interface{} `json:"antonym"`
// 可使用词组
WqxExample [][]string `json:"wqx_example"`
// 翻译文本
Entry string `json:"entry"`
Type string `json:"type"`
Related []interface{} `json:"related"`
Source string `json:"source"`
} `json:"dictionary"`
}
同时，我们也可以把请求参数也封装成一个结构体，如下：
// 请求参数结构体
type DictRequest struct {
// 翻译类型
TransType string `json:"trans_type"`
// 翻译文本
Source string `json:"source"`
// 用户id
UserID string `json:"user_id"`
}
把前面生成的请求代码封装改造（把请求参数和响应 json 数据序列化）成 query 方法，如下：
func query(word string) {
client := &http.Client{}
// 设置请求参数
request := DictRequest{TransType: "en2zh", Source: word}
buf, err := json.Marshal(request)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
var data = bytes.NewReader(buf)
// 设置参数数据流
req, err := http.NewRequest("POST", "https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict", data)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 请求头
req.Header.Set("authority", "api.interpreter.caiyunai.com")
req.Header.Set("accept", "application/json, text/plain, */*")
req.Header.Set("accept-language", "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6")
req.Header.Set("app-name", "xy")
req.Header.Set("content-type", "application/json;charset=UTF-8")
req.Header.Set("device-id", "f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb")
req.Header.Set("origin", "https://fanyi.caiyunapp.com")
req.Header.Set("os-type", "web")
req.Header.Set("os-version", "")
req.Header.Set("referer", "https://fanyi.caiyunapp.com/")
req.Header.Set("sec-ch-ua", `"Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"`)
req.Header.Set("sec-ch-ua-mobile", "?1")
req.Header.Set("sec-ch-ua-platform", `"Android"`)
req.Header.Set("sec-fetch-dest", "empty")
req.Header.Set("sec-fetch-mode", "cors")
req.Header.Set("sec-fetch-site", "cross-site")
req.Header.Set("user-agent", "Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35")
req.Header.Set("x-authorization", "token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi")
// 发起请求
resp, err := client.Do(req)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 关闭请求流
defer resp.Body.Close()
// 读取响应数据
bodyText, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 防止请求出错
if resp.StatusCode != 200 {
log.Fatal("bad StatusCode:", resp.StatusCode, "body", string(bodyText))
}
var dictResponse DictResponse
// 将响应数据转化为字符串
err = json.Unmarshal(bodyText, &dictResponse)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println(word, "UK:", dictResponse.Dictionary.Prons.En, "US:", dictResponse.Dictionary.Prons.EnUs)
// 循环查找响应数据中的翻译结果
for _, item := range dictResponse.Dictionary.Explanations {
fmt.Println(item)
}
}
调用请求方法：main 函数
func main() {
// 运行代码：go run dict.go hello
// hello 即为要翻译的文本
if len(os.Args) != 2 {
fmt.Fprintf(os.Stderr, `usage: simpleDict WORD example: simpleDict hello`)
os.Exit(1)
}
word := os.Args[1]
query(word)
}
运行结果如下：
test UK: [test] US: [tεst]
n.,vt.试验,测试,检验
以上为官方版本，我自行改造了一部分内容，添加了以下功能：
- 改变命令行运行方式，运行后输入翻译文本，而不是携带在运行命令中
- 判断输入格式是否为英文字段，如果不是，报异常
在序列化之前（request := DictRequest{TransType: “en2zh”, Source: word} 之前）添加的判断代码如下：
// 判断是否为英文
dictionary := "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
for _, v := range word {
if !strings.Contains(dictionary, string(v)) {
log.Fatal("Translation error, please enter English!")
}
}
当然，我们可以
main 函数改造如下
func main() {
fmt.Printf("请输入您想翻译的单词：")
var word string
_, err := fmt.Scanf("%v", &word)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
query(word)
return
}
SOCKS5 代理
建立简单 tcp 服务器，以方便验证代理服务器结果，实现效果：往 tcp 服务器发送什么数据，就会返回打印什么数据，可用 netcat 进行验证，先安装 netcat ，步骤如下：
- 下载官网压缩包：netcat 1.11 for Win32/Win64 (eternallybored.org)
- 关闭自带杀毒软件，以防误删文件
- 解压并将解压后文件复制到 C:\Windows\System32 中即可（管理员权限）
- 打开 cmd 命令行即可使用 netcat 命令，即 nc 命令
tcp 服务器代码如下：
func main() {
// 运行命令：go run tcp.go
// windows 安装 netcat 之后，解压缩到 C:\Windows\System32 便可以使用 nc 命令
// 测试命令：nc 127.0.0.1 1080
// 监听发送给该端口的请求
server, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1080")
if err != nil {
panic(err)
}
for {
client, err := server.Accept()
if err != nil {
log.Printf("Accept failed %v", err)
continue
}
// 创建一个新线程执行该方法
go process(client)
}
}
func process(conn net.Conn) {
// 执行方法结束，关闭
defer conn.Close()
reader := bufio.NewReader(conn)
// 把发送的数据打印出来
for {
b, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
break
}
_, err = conn.Write([]byte{b})
if err != nil {
break
}
}
}
接下来就是建立代理服务器的步骤了
从上图，我们可以知道 SOCKS5 的实现步骤分为以下三步：
- 认证阶段
- 请求阶段
- relay （回复）阶段
认证阶段包括以下三个字段
| VER | NMETHODS | METHODS |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 to 255 |
-
VER: 协议版本，socks5为0x05
-
NMETHODS: 支持认证的方法数量
-
METHODS: 对应NMETHODS，NMETHODS的值为多少，METHODS就有多少个字节。RFC预定义了一些值的含义，内容如下:
-
0x00：不需要认证
-
0x02 ：用户密码认证
-
认证阶段逻辑步骤如下：
-
浏览器会给代理服务器发送一个请求参数包，以便通过认证，然后服务端得选择一种认证方式，告诉客户端：VER 0x05，METHOD 可为如下
- 如果是无需认证的话，methods 为 0x01，无需携带其他参数
- 如果是用户密码认证的话，methods 为 0x02，需要验证用户密码
-
代理服务器读取请求参数，并利用 io.ReadFull 读满一个缓冲区。
func auth(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
// 读取字段信息
ver, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read ver failed:%w", err)
}
if ver != socks5Ver {
return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
}
methodSize, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read methodSize failed:%w", err)
}
// 创建缓冲区
method := make([]byte, methodSize)
_, err = io.ReadFull(reader, method)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read method failed:%w", err)
}
// 设置为无需认证
_, err = conn.Write([]byte{socks5Ver, 0x00})
// 代理服务器还需要返回一个 response，返回包包括两个字段，
// 一个是 version 一个是 method，
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return nil
}
请求阶段：在完成认证以后，客户端需要告知服务端它的目标地址，需要包括以下请求参数包
| VER | CMD | RSV | ATYP | DST.ADDR | DST.PORT |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | X’00’ | 1 | Variable | 2 |
-
VER：0x05，socks5的值为0x05
-
CMD：连接方式，0x01=CONNECT, 0x02=BIND, 0x03=UDP ASSOCIATE
-
RSV：保留字段，现在没什么用
-
ATYP：地址类型，0x01=IPv4，0x03=域名，0x04=IPv6
-
DST.ADDR
-
目标地址
-
目标地址类型，DST.ADDR的数据对应这个字段的类型。
0x01表示IPv4地址，DST.ADDR为4个字节
0x03表示域名，DST.ADDR是一个可变长度的域名
-
-
DST.PORT：目标端口，2字节，网络字节序（network octec order）
func connect(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
buf := make([]byte, 4)
_, err = io.ReadFull(reader, buf)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read header failed:%w", err)
}
ver, cmd, atyp := buf[0], buf[1], buf[3]
// 读取 socks5Ver
if ver != socks5Ver {
return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
}
// 读取 cmd
if cmd != cmdBind {
return fmt.Errorf("not supported cmd:%v", cmd)
}
addr := ""
// 处理 atyp
switch atyp {
case atypeIPV4:
_, err = io.ReadFull(reader, buf)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read atyp failed:%w", err)
}
addr = fmt.Sprintf("%d.%d.%d.%d", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3])
case atypeHOST:
hostSize, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read hostSize failed:%w", err)
}
host := make([]byte, hostSize)
_, err = io.ReadFull(reader, host)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read host failed:%w", err)
}
addr = string(host)
case atypeIPV6:
return errors.New("IPv6: no supported yet")
default:
return errors.New("invalid atyp")
}
_, err = io.ReadFull(reader, buf[:2])
if err != nil {
return fmt.Errorf("read port failed:%w", err)
}
// BigEndian：“network octec order” 网络字节序
port := binary.BigEndian.Uint16(buf[:2])
dest, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%v:%v", addr, port))
if err != nil {
return fmt.Errorf("dial dst failed:%w", err)
}
defer dest.Close()
}
回复阶段：返回参数，告诉客户端已经准备好了！
log.Println("dial", addr, port)
_, err = conn.Write([]byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0, 0, 0, 0, 0, 0})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed: %w", err)
}
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
defer cancel()
go func() {
_, _ = io.Copy(dest, reader)
cancel()
}()
go func() {
_, _ = io.Copy(conn, dest)
cancel()
}()
<-ctx.Done()
return nil
最后照例简单总结下：
- Go语言非常适合实现网络服务，代码短小精悍，性能强大
- Socks 5 是一个简单的二进制网络代理协议
- 网络字节序实际上就是 BigEndian，大端存储
欢迎关注我的字节后端青训营代码仓库，更新每日课后作业及其改进代码，除此之外，还会每周发布对应笔记，欢迎一起 star 或者 contribute 代码仓库。