go語言系列-TCP編程

頭號碼甲 2020-05-22

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TCP編程

Go的主要設(shè)計目標(biāo)之一就是面向大規(guī)模后端服務(wù)程序，網(wǎng)絡(luò)通信這塊是服務(wù)端，程序必不可少也是至關(guān)重要的一部分

網(wǎng)絡(luò)編程基本介紹

網(wǎng)絡(luò)編程有兩種

TCP socket編程，是網(wǎng)絡(luò)編程的主流。之所以叫Tcp socket 編程，是因為底層基于Tcp/ip協(xié)議的。比如：QQ聊天

b/s結(jié)構(gòu)的http編程，使用瀏覽器去訪問服務(wù)器時，使用的就是http協(xié)議，而http底層依舊是用tcp socket實現(xiàn)的。比如：京東商城【屬于go web開發(fā)范疇】

計算機間要相互通訊，必須要是用網(wǎng)線、網(wǎng)卡或者無線網(wǎng)卡

協(xié)議(tcp/ip)

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的簡寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，簡單地說，就是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的

OSI與TCP/IP參考模型

書籍推薦《tcp/ip協(xié)議3卷》

IP地址

每個internet上的主機和路由器都有一個ip地址，它包括網(wǎng)絡(luò)號和主機號，ip地址有ipv4(32位)或者ipv6(128位)可以ipconfig查看

端口(port)-介紹

這里所指的端口不是指物理意義上的端口，而是特指TCP/IP協(xié)議中的端口，是邏輯意義上的端口

如果把IP地址比作一間房子，端口就是出入這間房子的門。真正的房子只有幾個門，但是IP地址的端口可以有65536(即：256 × 256)個之多！端口是通過端口號來標(biāo)記的，端口號只有整數(shù)，范圍是從0到65535(256 × 256 - 1)

端口-分類

0號是保留端口

1 - 1024 是固定端口(程序員不要使用

? 又叫有名端口，即被某些程序固定使用，一般程序員不使用

? 22：SSH遠(yuǎn)程登陸協(xié)議 23：telnet使用 21：ftp使用 25：smtp使用 80：iis使用 7：echo 使用

1025 - 65535 是動態(tài)端口

? 這些端口，程序員可以使用

端口-使用注意

在計算機(尤其是服務(wù)器)要盡可能少開端口
一個端口只能被一個程序監(jiān)聽
如果使用netstat -an 可以查看本機有哪些端口在監(jiān)聽
可以使用netstat -anb 來查看監(jiān)聽端口的pid，再結(jié)合任務(wù)管理器關(guān)閉不安全的端口

tcp socket編程的客戶端和服務(wù)端

tcp socket 編程，簡稱socket編程，下圖為Go socket編程中客戶端和服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)分布

tcp socket編程的快速入門

服務(wù)端的處理流程

監(jiān)聽端口8888
接收客戶端的tcp鏈接，建立客戶端和服務(wù)器端的鏈接
創(chuàng)建goroutine，處理該鏈接的請求(通?？蛻舳藭ㄟ^鏈接發(fā)送請求包)

客戶端的處理流程

建立與服務(wù)端的鏈接
發(fā)送請求數(shù)據(jù)[終端]，接收服務(wù)器端返回的結(jié)果數(shù)據(jù)
關(guān)閉鏈接

簡單的程序示意圖

代碼實現(xiàn)

服務(wù)器端功能：

1．編寫一個服務(wù)器端程序，在8888端口監(jiān)聽

2．可以和多個客戶端創(chuàng)造鏈接

3．鏈接成功后，客戶端可以發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器端接受數(shù)據(jù)，并顯示在終端上

4．先使用telnet來測試，然后編寫客戶端程序來測試

import (
   "fmt"
   "net" //做網(wǎng)絡(luò)socket開發(fā)時，net包含有我們需要所有的方法和函數(shù)
   _"io"
)

func process(conn net.Conn)  {
   //這里我們循環(huán)的接受客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)
   defer conn.Close() //關(guān)閉conn
   for {
      //創(chuàng)建一個新的切片
      buf := make([]byte,1024)
      //conn.Read(buf)
      //1. 等待客戶端通過conn發(fā)送信息
      //2. 如果客戶端沒有write[發(fā)送]，那么協(xié)程就阻塞在這里
      fmt.Printf("服務(wù)器在等待客戶端%s 發(fā)送信息\n", conn.RemoteAddr().String())
      n, err := conn.Read(buf) //從conn讀取
      if err != nil {
         fmt.Printf("客戶端退出 err = %v", err)
         return // !!!
      }
      //3. 顯示客戶端發(fā)送的內(nèi)容到服務(wù)器的終端
      fmt.Print(string(buf[:n]))
   }
}
func main()  {
   fmt.Println("服務(wù)器開始監(jiān)聽...")
   //net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")
   //1. tcp 表示使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是tcp
   //2. 0.0.0.0:8888 表示在本地監(jiān)聽 8888端口
   listen, err := net.Listen("tcp","0.0.0.0:8888")
   if err != nil {
      fmt.Println("listen err = ", err)
      return
   }
   defer listen.Close() // 延時關(guān)閉listen
   //循環(huán)等待客戶端來鏈接我
   for {
      //等待客戶端鏈接
      fmt.Println("等待客戶端來鏈接...")
      conn, err := listen.Accept()
      if err != nil {
         fmt.Println("Accept() err =", err)
      } else {
         fmt.Printf("Accept() suc con = %v 客戶端 ip = %v\n", conn, conn.RemoteAddr().String())
      }
      //這里準(zhǔn)備其一個協(xié)程，為客戶端服務(wù)
      go process(conn)
   }
   //fmt.Printf("liaten suc = %v\n",listen)
}

客戶端功能：

1．編寫一個客戶端端程序，能鏈接到服務(wù)器端的8888端口

2．客戶端可以發(fā)送單行數(shù)據(jù)，然后就退出

3．能通過終端輸入數(shù)據(jù)(輸入一行發(fā)送一行)，并發(fā)送給服務(wù)器端

4．在終端輸入exit，表示退出程序

import (
   "bufio"
   "fmt"
   "net"
   "os"
)

func main()  {
   conn, err := net.Dial("tcp", "0.0.0.0:8888")
   if err != nil {
      fmt.Println("client dial err = ", err)
      return
   }
   //功能一：客戶端可以發(fā)送單行數(shù)據(jù)，然后就退出
   reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表標(biāo)準(zhǔn)輸入[終端]
   //從終端讀取一行用戶輸入，并準(zhǔn)備發(fā)送給服務(wù)器
   line, err := reader.ReadString('\n')
   if err != nil {
      fmt.Println("readString err = ", err)
   }
   //再將line發(fā)送給服務(wù)器
   n, err := conn.Write([]byte(line))
   if err != nil {
      fmt.Println("conn.Write err =", err)
   }
   fmt.Printf("客戶端發(fā)送了 %d 字節(jié)的數(shù)據(jù)，并退出", n)
}

驗證先執(zhí)行服務(wù)端程序再執(zhí)行客戶端程序

服務(wù)器開始監(jiān)聽...
等待客戶端來鏈接...
Accept() suc con = &{{0xc00007e2c0}} 客戶端 ip = 127.0.0.1:65393
等待客戶端來鏈接...
服務(wù)器在等待客戶端127.0.0.1:65393 發(fā)送信息

對客戶端進行改進

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

func main()  {
   conn, err := net.Dial("tcp", "0.0.0.0:8888")
   if err != nil {
      fmt.Println("client dial err = ", err)
      return
   }
   //功能一：客戶端可以發(fā)送單行數(shù)據(jù)，然后就退出
   reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表標(biāo)準(zhǔn)輸入[終端]
   for {
      //從終端讀取一行用戶輸入，并準(zhǔn)備發(fā)送給服務(wù)器
      line, err := reader.ReadString('\n')
      if err != nil {
         fmt.Println("readString err = ", err)
      }
      //如果用戶輸入的是exit就退出
      line = strings.Trim(line, " \r\n")
      if line == "exit" {
         fmt.Println("客戶端退出...")
         break
      }

      //再將line發(fā)送給服務(wù)器
      _, err = conn.Write([]byte(line + "\n"))
      if err != nil {
         fmt.Println("conn.Write err =", err)
      }
   }
   //fmt.Printf("客戶端發(fā)送了 %d 字節(jié)的數(shù)據(jù)，并退出", n)
}

驗證

hello zisefeizhu

服務(wù)器開始監(jiān)聽...
等待客戶端來鏈接...
Accept() suc con = &{{0xc0000902c0}} 客戶端 ip = 127.0.0.1:49248
等待客戶端來鏈接...
服務(wù)器在等待客戶端127.0.0.1:49248 發(fā)送信息
hello zisefeizhu
服務(wù)器在等待客戶端127.0.0.1:49248 發(fā)送信息