Go语言学习#17-如何进行TCP socket编程

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缘由:

学习、整理一下如何用Go语言进行TCP socket编程,方便以后需要的时候进行参考和使用。

正文:

参考解答:

基于TCP(面向连接)的socket编程,分为客户端和服务器端。

客户端的流程如下:
(1)创建套接字(socket)
(2)向服务器发出连接请求(connect)
(3)和服务器端进行通信(send/recv)
(4)关闭套接字(close)

服务器端的流程如下:
(1)创建套接字(socket)
(2)将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)
(3)将套接字设为监听模式,准备接收客户端请求(listen)
(4)等待客户请求到来;当请求到来后,接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)
(5)用返回的套接字和客户端进行通信(send/recv)
(6)返回,等待另一个客户请求
(7)关闭套接字(close)


从TCP socket诞生后,网络编程架构模型也几经演化,大致是:“每进程一个连接” –> “每线程一个连接” –> “Non-Block + I/O多路复用(linux epoll/windows iocp/freebsd darwin kqueue/solaris Event Port)”。伴随着模型的演化,服务程序愈加强大,可以支持更多的连接,获得更好的处理性能。

目前主流Web Server一般均采用的都是”Non-Block + I/O多路复用”(有的也结合了多线程、多进程)。不过I/O多路复用也给使用者带来了不小的复杂度,以至于后续出现了许多高性能的I/O多路复用框架, 比如libeventlibevlibuv等,以帮助开发者简化开发复杂性,降低心智负担。不过Go的设计者似乎认为I/O多路复用的这种通过回调机制割裂控制流 的方式依旧复杂,且有悖于“一般逻辑”设计,为此Go语言将该“复杂性”隐藏在Runtime中了:Go开发者无需关注socket是否是 non-block的,也无需亲自注册文件描述符的回调,只需在每个连接对应的goroutine中以“block I/O”的方式对待socket处理即可,这可以说大大降低了开发人员的心智负担。一个典型的Go Server端程序大致如下:


上面的内容可能更偏概念性的描述,下面通过几个简单的例子帮助建立起直观的认识。

客户端代码:

服务端(单进程/单线程/单goroutine)代码:

上面的服务端程序存在一个问题,那就是一次只能为一个客户端提供服务(for循环),如果一个客户端连接时间过长,可能会让服务器无法服务于其他的客户端,这就是拒绝服务攻击,最简单的解决这种问题的方式就是将conn的处理单独启动线程,在Go 语言中我们只需要借助于 go 方法启动一个routine即可。

将客户端数据处理的部分封装成了一个handleConn函数,在与客户端连接建立时,通过Go 语言的go关键字调用handleConn函数,启动一个新的协程进行处理,这样,main函数会立刻重新阻塞在Accept上,从而保证服务器可以时刻监听客户端连接的建立,提高了处理性能。

 

参考链接:

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