go入门实践二-tcp服务端
文章目录
-
- 前言
- 接口与方法
- 并发-协程
- 项目管理
- bufio包使用
- 其他代码
前言
上一篇，我们通过go语言的hello-world入门，搭建了go的编程环境，并对go语法有了简单的了解。本文实现一个go的tcp服务端。借用这个示例，展示接口、协程、bufio的使用，与简单的go项目管理；
本文代码见：laboratory/14-go-tcp
接口与方法
首先，我们需要了解go中接口的语法。首先阅读欢迎使用 Go 指南-方法和接口, 了解基本使用。然后到Go 语言接口-菜鸟教程中看一个简单的示例。最后有个理解 Go interface 的 5 个关键点 (吐槽：示例中的变量命名太烂。类似的也可以阅读Go Interfaces 使用教程), 来个小结。
好了，有了上面的基础后，我们来考虑编程。
假定这里需要实现一个tcp的服务端。拓展考虑下：实现一个udp服务端；实现一个http服务端；实现一个socks5服务端。
从C++的角度来考虑：创建一个server类，其中包含一些虚函数。需要tcp服务器，则创建一个继承server类的tcp子类；需要udp服务器，则创建一个继承server类的udp子类；需要http服务端，则创建继承tcp类的http子类；需要socks5服务器，则创建继承tcp和udp类的socks5子类；
事情到了go中，则有所不同。go中没有类与继承。go不是根据类型可以容纳的数据类型来设计抽象，而是根据类型可以执行的操作来设计抽象。interface 是一种具有一组方法的类型。如果一个类型实现了一个 interface 中所有方法，我们说类型实现了该 interface。
代码如下。修改自：go入门指南-15.1. tcp 服务器、Go语言实现TCP服务端和客户端
package server
// tips1: 包中需要导出的内容,需要大写字母开头
import (
"bufio"
"fmt"
"net"
"strconv"
)
type Server interface {
start()
}
type TcpServer struct {
Ip string
Port int
}
func (server *TcpServer) Start() {
fmt.Println("tcp server start...")
// 创建 listener
listener, err := net.Listen("tcp", server.Ip+":"+strconv.Itoa(server.Port))
if err != nil {
fmt.Println("Error listening:", err.Error())
return
}
// 监听并接受来自客户端的连接
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
fmt.Println("Error accepting", err.Error())
return
}
go tcpConnProcess(conn)
}
}
func tcpConnProcess(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
// reader := bufio.NewReader(conn)
for {
reader := bufio.NewReader(conn) // 错误-应该写在外层
var buf [128]byte
n, err := reader.Read(buf[:])
if err != nil {
fmt.Println("Error read", err)
break
}
recvStr := string(buf[:n])
fmt.Println("receive:", recvStr)
conn.Write([]byte(recvStr))
}
}
并发-协程
上面代码中对于协程的使用倒是很简单，使用协程来处理每个连接。下面，我们阅读些关于协程的链接。
首先了解基本的goroutine 和 channel的基本概念：欢迎使用 Go 指南-并发、Go by Example 中文版: 协程
看过上面任意一个链接，我们可以了解到下面内容。协程(goroutine) 是轻量级的执行线程。通道(channels) 是连接多个协程的管道。你可以从一个协程将值发送到通道，然后在另一个协程中接收。默认情况下，通道是 无缓冲 的，这意味着只有对应的接收（<- chan） 通道准备好接收时，才允许进行发送（chan <-）。 有缓冲通道 允许在没有对应接收者的情况下，缓存一定数量的值。我们可以使用通道来同步协程之间的执行状态。Go 的 选择器（select） 让你可以同时等待多个通道操作。 将协程、通道和选择器结合，是 Go 的一个强大特性…
上面是协程和通道的基本概念，更多的可以阅读下面链接：
Go语言协程使用最佳实践: 处理协程崩溃；除了使用channel进行协程控制，sync.WaitGroup也可用来协程的通过(sync本身和协程关系不大?)。
Go编程时光-4.9 学习 Go 协程：巧妙利用 Context：协程的退出。
看到协程的使用，直觉上来说，它可能是一个用户线程。进程是不同线程之间共享资源的集合；线程是内核调度的单位。假设一个线程的时间片没有用完，但是又被一个读取调用阻塞。如果此时这个内核线程中有多个用户线程，则可以在用户层进行切换，继续占用CPU进行运行。详细见：linux进程
项目管理
本文的示例代码，使用module进行管理。我在这个上面踩了些坑。项目管理的介绍，可以翻看下：第三章：项目管理。以本文的示例为例，简单顺下流程。
go mod init go-tcp-demo：初始化一个Modules。这时候，可以看到出现一个go.mod文件。它包含模块的引用路径，最低的go版本要求，依赖包。go-tcp-demo并充当模块中包导入路径的前缀的路径。- 一个模块中包含多个包(package)，但通常只有一个main package。main package中的main函数，是程序入口。
- 但是，一个mod下也可以有多个main package，需要处于不同目录。
- import导入的是一个路径，会导入该路径下所有的包。
- 通常包名是所在目录的名称。
- 变量和函数使用驼峰命名法。如果变量或者函数需要被包外引用，变量的首字母需要大写。
- 如果需要同时修改多个存在依赖关系的mod，可以参考：Go 1.18工作区模式最佳实践
bufio包使用
上面代码中，给每个连接套一个用户层的缓冲区。因为，从io读取数据，可能是耗时/耗资源的操作。使用io用户层的缓冲区，可以提高效率。
但使用不当，可能也会带来一些问题。比如，上面代码中，当缓冲区存在超过128字节的时候，更多的内容被舍弃。
bufio本身的源码相对比较简单，可以阅读下。更多见：golang-bufio、Go语言使用buffer读取文件
buffer 是缓冲器的意思，Go语言要实现缓冲读取需要使用到 bufio 包。bufio 包本身包装了 io.Reader 和 io.Writer 对象，同时创建了另外的 Reader 和 Writer 对象，因此对于文本 I/O 来说，bufio 包提供了一定的便利性。
其他代码
这里是调用package server，创建一个tcp server。
package main
import (
"go-tcp-demo/server"
)
func main() {
s := server.TcpServer{Ip: "127.0.0.1", Port: 10000}
s.Start()
}
这里是客户端的代码。
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"net"
"os"
)
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:10000")
if err != nil {
fmt.Println("Error dial", err)
return
}
defer conn.Close()
inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
for {
input, isPrefix, err := inputReader.ReadLine()
if isPrefix || err != nil {
fmt.Println("The entered single line content is too long or there is an error", err)
continue
}
_, err = conn.Write(input)
if err != nil {
fmt.Println("Error in conn write", err)
continue
}
buf := [512]byte{}
n, rerr := conn.Read(buf[:])
if rerr != nil {
fmt.Println("Error in conn read", err)
continue
}
fmt.Println(string(buf[:n]))
}
}