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   stringPort int
}func (server *TcpServer) Start() {fmt.Println("tcp server start...")// 创建 listenerlistener, 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]byten, 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 mainimport ("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 mainimport ("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]))}
}

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