Nodejs学习笔记之NET模块

一，开篇分析

从今天开始，我们来深入具体的模块学习，这篇文章是这个系列文章的第三篇，前两篇主要是以理论为主，相信大家在前两篇的学习中，

对NodeJS也有一个基本的认识，没事！！！趁热打铁，让我们继续将NodeJS进行到底，好了废话不多说，直接进入今天的主题 “Net模块” ，那么”Net“应该如何理解那？

它是做什么用的那？（Net模块可用于创建Socket服务器或Socket客户端。NodeJS 的数据通信，最基础的两个模块是 Net 和 Http，前者是基于 Tcp 的封装，后者本质还是 Tcp 层，只不过做了比较多的数据封装，我们视为表现层）。
这里参考一下NodeJS “http.js” 中的源码：

从图中不难看出 HttpServer继承了Net类，具有了相关的通信能力，做了比较多的数据封装，我们视为更高级的表现层。

扩展知识（以下是“inherits”的源码）：

exports.inherits = function(ctor, superCtor) {

  ctor.super_ = superCtor;

  ctor.prototype = Object.create(superCtor.prototype, {

    constructor: {

      value: ctor,

      enumerable: false,

      writable: true,

      configurable: true

    }

  });

};

功能是实现继承复用。

刚才做了一个简要的概述，里面有一些常用的概念，这里做个简短的概念普及介绍：

　　（1），TCP/IP------TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输。

　　（2），Socket------socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序层面)。

　　（3），Http------HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

　　（4），网络七层模型------物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

　　总结一下：Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口(API)。

　　从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如Create、Listen、Connect、Accept、Send、Read和Write等等。

　　TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口

　　实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

二，体验一把

好了，概念我们也有了，来个例子：

1，建立server.js

var net = require('net') ;

var server = net.createServer(function(c) { // Connection监听器

  console.log("服务器已连接") ;

  c.on("end", function() {

    console.log("服务器已断开") ;

  }) ;

  c.write("Hello,Bigbear !\r\n") ;

  c.pipe(c) ;

}) ;

server.listen(8124, function() { // Listening监听器

  console.log("服务器已绑定") ;

}) ;

2，建立client.js

var net = require('net') ;

var client = net.connect({

    port: 8124

},function(){ // connect监听器

  console.log("客户端已连接") ;

  client.write('Hello,Baby !\r\n') ;

});

client.on("data", function(data) {

  console.log(data.toString()) ;

  client.end() ;

});

client.on("end", function(){

  console.log("客户端断开连接") ;

}) ;

分析一下：

服务端------net.createServer创建一个 TCP 服务，这个服务绑定（server.listen）在 8124 这个端口上，创建 Server 后我们看到有一个回调函数，

在调用上面函数的时候传入一个参数，这个参数也是函数，并且接受了 socket ，这个由其他方法构造的一个管道（pipe），他的作用就是用来数据交互的。

pipe 是需要 Client 跟 Server 打招呼才能建立的，如果此刻没有客户端访问 Server，这个 socket 就不会存在了。
客户端------net.connect顾名思义，就是连接到服务端，第一个参数是对象，设置端口（port）为 8124，也就是我们服务器监听的端口，由于没有设置 host 参数，那默认就是 localhost （本地）。

在 Server 中，socket 是管道的一端，而在 client 中，client 本身就是管道的一端，如果是多个客户端连接 Server，Server 会新建多个 socket，每个 socket 对应一个 client。
运行结果：


三，案例引入

（1），下面代码仅仅是服务器向客户端输出一段文本，完成服务端到客户端的单向通讯。

//  Sever --> Client 的单向通讯

var net = require('net');

var chatServer = net.createServer();

chatServer.on('connection', function(client) {

  client.write('Hi!\n'); // 服务端向客户端输出信息，使用 write() 方法

  client.write('Bye!\n');

  client.end(); // 服务端结束该次会话

});

chatServer.listen(9000);

Telnet测试一下：telnet127.0.0.1:9000

执行 telnet后，与服务点连接，反馈 Hi! Bye! 的字符，并立刻结束服务端程序终止连接。

如果我们要服务端接到到客户端的信息？

可以监听 server.data 事件并且不要中止连接（否则会立刻结束无法接受来自客户端的消息）。

（2），监听 server.data 事件并且不要中止连接（否则会立刻结束无法接受来自客户端的消息）。

// 在前者的基础上，实现 Client --> Sever 的通讯，如此一来便是双向通讯

var net = require('net');

var chatServer = net.createServer(),    

    clientList = [];

chatServer.on('connection', function(client) {

  // JS 可以为对象自由添加属性。这里我们添加一个 name 的自定义属性，用于表示哪个客户端（客户端的地址+端口为依据）

  client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort;  

  client.write('Hi ' + client.name + '!\n');  

  clientList.push(client);  

  client.on('data', function(data) {    

     broadcast(data, client);// 接受来自客户端的信息  

  });

});

function broadcast(message, client) {  

    for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) {    

      if(client !== clientList[i]) {      

        clientList[i].write(client.name + " says " + message);    

      }  

    }

}

chatServer.listen(9000);

上面是不是一个完整功能的代码呢？我们说还有一个问题没有考虑进去：那就是一旦某个客户端退出，却仍保留在 clientList里面，这明显是一个空指针。

（3），处理clientList

chatServer.on('connection', function(client) {

  client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort

  client.write('Hi ' + client.name + '!\n');

  clientList.push(client)

  client.on('data', function(data) {

    broadcast(data, client)

  })

  client.on('end', function() {

    clientList.splice(clientList.indexOf(client), 1); // 删除数组中的制定元素。

  })

})

NodeTCPAPI已经为我们提供了 end 事件，即客户端中止与服务端连接的时候发生。

（4），优化broadcast

function broadcast(message, client) {

  var cleanup = []

  for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) {

    if(client !== clientList[i]) {

      if(clientList[i].writable) { // 先检查 sockets 是否可写

        clientList[i].write(client.name + " says " + message)

      } else {

        cleanup.push(clientList[i]) // 如果不可写，收集起来销毁。销毁之前要 Socket.destroy() 用 API 的方法销毁。

        clientList[i].destroy()

      }

    }

  }  //Remove dead Nodes out of write loop to avoid trashing loop index 

  for(i=0;i<cleanup.length;i+=1) {

    clientList.splice(clientList.indexOf(cleanup[i]), 1)

  }

}

注意的是一旦 “end” 没有被触发，会出现异常，所以才做优化工作。

（5），NetAPI中还提供一个 error 事件，用于捕捉客户端的异常

client.on('error', function(e) {

  console.log(e);

});

四，总结一下

1，理解开篇的相关概念

2，认识Http与Net模块之间的关系

3，结合本文的例子，查阅相关api去实践

4，socket客户端与服务器端之间的通信思想

5，有兴趣可以完善一下那个聊天室的例子