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golang:TCP總結

在TCP/IP協議中,“IP地址+TCP或UDP埠號”唯一標識網路通訊中的一個程序。“IP地址+埠號”就對應一個socket。欲建立連線的兩個程序各自有一個socket來標識,那麼這兩個socket組成的socket pair就唯一標識一個連線。因此可以用Socket來描述網路連線的一對一關係。

常用的Socket型別有兩種:流式Socket(SOCK_STREAM)和資料報式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一種面向連線的Socket,針對於面向連線的TCP服務應用;資料報式Socket是一種無連線的Socket,對應於無連線的UDP服務應用。

套接字通訊原理示意

TCP的C/S架構

在整個通訊過程中,伺服器端有兩個socket參與進來,但用於通訊的只有conn這個socket。它是由 listener建立的。隸屬於伺服器端。客戶端有一個socket參與進來。

net.Listen() 建立一個用於連線監聽的套接字
listen.Accept() // 阻塞監聽客戶端連線請求,成功用於連線,返回用於通訊的socket
net.Dial() 客戶端向服務端發起連線建立一個socket連線

併發的C/S模型通訊

Server

Accept()函式的作用是等待客戶端的連結,如果客戶端沒有連結,該方法會阻塞。如果有客戶端連結,那麼該方法返回一個Socket負責與客戶端進行通訊。所以,每來一個客戶端,該方法就應該返回一個Socket與其通訊,因此,可以使用一個死迴圈,將Accept()呼叫過程包裹起來。

需要注意,實現併發處理多個客戶端資料的伺服器,就需要針對每一個客戶端連線,單獨產生一個Socket,並建立一個單獨的goroutine與之完成通訊。

package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"strings"
)

func handleConnect(conn net.Conn){
	var (
		b []byte
		err error
		n int
	)
	fmt.Println(conn.RemoteAddr(),"建立連線.")
	defer conn.Close()
	b = make([]byte,4096)
        // 客戶端可能持續不斷的傳送資料,因此接收資料的過程可以放在for迴圈中,服務端也持續不斷的向客戶端返回處理後的資料。
	for {
		n,err = conn.Read(b)

		content := strings.Trim(string(b[:n]),"\r\n") // window中傳送的內容存在換行符,作為判斷時需要刪除
                // 當客戶端退出,服務端從chan中讀取內容時是沒有的,因此的到0 或者客戶端主動退出輸入exit或者quit
		if n == 0 || content == "exit" || content == "quit" {
			fmt.Println("客戶端退出:",conn.RemoteAddr())
			return
		}

		if err != nil {
			fmt.Println(err)
			return
		}

		if _,err =  conn.Write([]byte(fmt.Sprintf("server reply:%s",b[:n])));err !=nil {
			fmt.Println(err)
			return
		}
		fmt.Println("client send: ",content)
	}
}

func main() {
	var (
		listener net.Listener
		err      error
		conn     net.Conn
	)
	// 建立一個用於連線監聽的套接字
	if listener, err = net.Listen("tcp", "10.0.0.1:8088"); err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	defer listener.Close()

	fmt.Println("waiting client connect.")

	// 阻塞監聽客戶端連線請求,成功用於連線,返回用於通訊的socket
	for {
		if conn, err = listener.Accept(); err != nil {
			fmt.Println(err)
			return
		}

		go handleConnect(conn)
	}
}

使用nc作為客戶端向服務端傳送資訊

自定義客戶端

客戶端需要持續的向服務端傳送資料,同時也要接收從服務端返回的資料。因此可將傳送和接收放到不同的協程中。

  • 主協程迴圈接收伺服器回發的資料(該資料應已轉換為大寫),並列印至螢幕;
  • 子協程迴圈從鍵盤讀取使用者輸入資料。
  • 讀取鍵盤輸入可使用 os.Stdin.Read()

注意事項:

  • 服務端有對 exit返回的是 io.EOF
  • 當服務端斷開時,chan讀取的資訊就為0了即服務端已經退出,如果客戶端不退出會一直報錯
package main

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

func main() {

	var (
		conn net.Conn
		err  error
		n    int
	)

	if conn, err = net.Dial("tcp", "10.0.0.1:8088"); err != nil {
		fmt.Println(err, 111)
		return
	}
	defer conn.Close()

	go func() {
		str := make([]byte, 1024)
		for {
			n, err := os.Stdin.Read(str)
			content := strings.ToLower(strings.Trim(string(str[:n]), "\r\n"))

			if n == 0 {
				fmt.Println("與服務端斷開連線")
				return
			}

			if err == io.EOF || content == "quit" {
				return
			}

			if err != nil {
				fmt.Println(1, err)
				continue
			}

			_, err = conn.Write([]byte(content))
			if err != nil {
				fmt.Println(111, err)
				return
			}

		}
	}()

	byt := make([]byte, 1024)
	for {
		if _, err = conn.Read(byt); err != nil {
			if err == io.EOF {
				return
			}
			fmt.Println(err)
			continue
		}
		fmt.Println("server reply:", string(byt[:n]))
	}
}