Go语言基于Socket编写服务器端与客户端通信的实例

在golang中，网络协议已经被封装的非常完好了，想要写一个Socket的Server，我们并不用像其他语言那样需要为socket、bind、listen、receive等一系列操作头疼，只要使用Golang中自带的net包即可很方便的完成连接等操作~

在这里，给出一个最最基础的基于Socket的Server的写法：

package main  

import (  

    "fmt"  

    "net"  

    "log"  

    "os"  

)  

  

  

func main() {  

  

//建立socket，监听端口  

    netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:1024")  

    CheckError(err)  

    defer netListen.Close()  

  

    Log("Waiting for clients")  

    for {  

        conn, err := netListen.Accept()  

        if err != nil {  

            continue  

        }  

  

        Log(conn.RemoteAddr().String(), " tcp connect success")  

        handleConnection(conn)  

    }  

}  

//处理连接  

func handleConnection(conn net.Conn) {  

  

    buffer := make([]byte, 2048)  

  

    for {  

  

        n, err := conn.Read(buffer)  

  

        if err != nil {  

            Log(conn.RemoteAddr().String(), " connection error: ", err)  

            return  

        }  

  

  

        Log(conn.RemoteAddr().String(), "receive data string:\n", string(buffer[:n]))  

  

    }  

  

}  

func Log(v ...interface{}) {  

    log.Println(v...)  

}  

  

func CheckError(err error) {  

    if err != nil {  

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())  

        os.Exit(1)  

    }  

}

唔，抛除Go语言里面10行代码有5行error的蛋疼之处,你可以看到，Server想要建立并接受一个Socket，其核心流程就是

netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:1024") 

conn, err := netListen.Accept() 

n, err := conn.Read(buffer)

这三步，通过Listen、Accept 和Read，我们就成功的绑定了一个端口，并能够读取从该端口传来的内容~

Server写好之后，接下来就是Client方面啦，我手写一个HelloWorld给大家：

package main  

  

import (  

    "fmt"  

    "net"  

    "os"  

)  

  

func sender(conn net.Conn) {  

        words := "hello world!"  

        conn.Write([]byte(words))  

    fmt.Println("send over")  

  

}  

  

  

  

func main() {  

    server := "127.0.0.1:1024"  

    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server)  

    if err != nil {  

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())  

        os.Exit(1)  

    }  

  

    conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)  

    if err != nil {  

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())  

        os.Exit(1)  

    }  

  

  

    fmt.Println("connect success")  

    sender(conn)  

  

}

可以看到，Client这里的关键在于

tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server) 

conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)

这两步，主要是负责解析端口和连接~

写好Server和Client之后，让我们运行一下看看：~~

成功运行，Console出现Server等待连接的提示：







Server端成功的收到了我们的Hello-World啦，至于后面的那行红字，则是断开连接的提示~

到这里，一个最基础的使用Socket的Server-Client框架就出来啦~

如果想要让Server能够响应来自不同Client的请求，我们只要在Server端的代码的main入口中，

在 handleConnection(conn net.Conn) 这句代码的前面加上一个 go，就可以让服务器并发处理不同的Client发来的请求啦

自定义通讯协议

在上面我们做出来一个最基础的demo后，已经可以初步实现Server和Client之间的信息交流了~ 这一章我会介绍一下怎么在Server和Client之间实现一个简单的通讯协议，从而增强整个信息交流过程的稳定性。

在Server和client的交互过程中，有时候很难避免出现网络波动，而在通讯质量较差的时候，Client有可能无法将信息流一次性完整发送，最终传到Server上的信息很可能变为很多段。

如下图所示，本来应该是分条传输的json，结果因为一些原因连接在了一起，这时候就会出现问题啦，Server端要怎么判断收到的消息是否完整呢？~



唔，答案就是这篇文章的主题啦：在Server和Client交互的时候，加入一个通讯协议（protocol），让二者的交互通过这个协议进行封装，从而使Server能够判断收到的信息是否为完整的一段。（也就是解决分包的问题）

因为主要目的是为了让Server能判断客户端发来的信息是否完整，因此整个协议的核心思路并不是很复杂：

协议的核心就是设计一个头部（headers），在Client每次发送信息的时候将header封装进去，再让Server在每次收到信息的时候按照预定格式将消息进行解析，这样根据Client传来的数据中是否包含headers，就可以很轻松的判断收到的信息是否完整了~

如果信息完整，那么就将该信息发送给下一个逻辑进行处理，如果信息不完整（缺少headers），那么Server就会把这条信息与前一条信息合并继续处理。

下面是协议部分的代码,主要分为数据的封装（Enpack）和解析（Depack）两个部分，其中Enpack用于Client端将传给服务器的数据封装，而Depack是Server用来解析数据，其中Const部分用于定义Headers，HeaderLength则是Headers的长度，用于后面Server端的解析。这里要说一下ConstMLength,这里代表Client传入信息的长度，因为在golang中，int转为byte后会占4长度的空间，因此设定为4。每次Client向Server发送信息的时候，除了将Headers封装进去意以外，还会将传入信息的长度也封装进去，这样可以方便Server进行解析和校验。

//通讯协议处理  

package protocol  

  

import (  

    "bytes"  

    "encoding/binary"  

)  

const (  

    ConstHeader         = "Headers"  

    ConstHeaderLength   = 7  

    ConstMLength = 4  

)  

  

//封包  

func Enpack(message []byte) []byte {  

    return append(append([]byte(ConstHeader), IntToBytes(len(message))...), message...)  

}  

  

//解包  

func Depack(buffer []byte, readerChannel chan []byte) []byte {  

    length := len(buffer)  

  

    var i int  

    for i = 0; i < length; i = i + 1 {  

        if length < i+ConstHeaderLength+ConstMLength {  

            break  

        }  

        if string(buffer[i:i+ConstHeaderLength]) == ConstHeader {  

            messageLength := BytesToInt(buffer[i+ConstHeaderLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength])  

            if length < i+ConstHeaderLength+ConstLength+messageLength {  

                break  

            }  

            data := buffer[i+ConstHeaderLength+ConstMLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength+messageLength]  

            readerChannel <- data  

  

        }  

    }  

  

    if i == length {  

        return make([]byte, 0)  

    }  

    return buffer[i:]  

}  

  

//整形转换成字节  

func IntToBytes(n int) []byte {  

    x := int32(n)  

  

    bytesBuffer := bytes.NewBuffer([]byte{})  

    binary.Write(bytesBuffer, binary.BigEndian, x)  

    return bytesBuffer.Bytes()  

}  

  

//字节转换成整形  

func BytesToInt(b []byte) int {  

    bytesBuffer := bytes.NewBuffer(b)  

  

    var x int32  

    binary.Read(bytesBuffer, binary.BigEndian, &x)  

  

    return int(x)  

}

协议写好之后，接下来就是在Server和Client的代码中应用协议啦，下面是Server端的代码，主要负责解析Client通过协议发来的信息流：

package main    

    

import (    

    "protocol"    

    "fmt"    

    "net"    

    "os"    

)    

    

func main() {    

    netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:6060")    

    CheckError(err)    

    

    defer netListen.Close()    

    

    Log("Waiting for clients")    

    for {    

        conn, err := netListen.Accept()    

        if err != nil {    

            continue    

        }    

    

        //timeouSec :=10    

        //conn.    

        Log(conn.RemoteAddr().String(), " tcp connect success")    

        go handleConnection(conn)    

    

    }    

}    

    

func handleConnection(conn net.Conn) {    

    

    

    // 缓冲区，存储被截断的数据    

    tmpBuffer := make([]byte, 0)    

    

    //接收解包    

    readerChannel := make(chan []byte, 16)    

    go reader(readerChannel)    

    

    buffer := make([]byte, 1024)    

    for {    

    n, err := conn.Read(buffer)    

    if err != nil {    

    Log(conn.RemoteAddr().String(), " connection error: ", err)    

    return    

    }    

    

    tmpBuffer = protocol.Depack(append(tmpBuffer, buffer[:n]...), readerChannel)    

    }    

    defer conn.Close()    

}    

    

func reader(readerChannel chan []byte) {    

    for {    

        select {    

        case data := <-readerChannel:    

            Log(string(data))    

        }    

    }    

}    

    

func Log(v ...interface{}) {    

    fmt.Println(v...)    

}    

    

func CheckError(err error) {    

    if err != nil {    

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())    

        os.Exit(1)    

    }    

}

然后是Client端的代码，这个简单多了，只要给信息封装一下就可以了~：

package main    

import (    

"protocol"    

"fmt"    

"net"    

"os"    

"time"    

"strconv"    

    

)    

    

func send(conn net.Conn) {    

    for i := 0; i < 100; i++ {    

        session:=GetSession()    

        words := "{\"ID\":"+ strconv.Itoa(i) +"\",\"Session\":"+session +"2015073109532345\",\"Meta\":\"golang\",\"Content\":\"message\"}"    

        conn.Write(protocol.Enpacket([]byte(words)))    

    }    

    fmt.Println("send over")    

    defer conn.Close()    

}    

    

func GetSession() string{    

    gs1:=time.Now().Unix()    

    gs2:=strconv.FormatInt(gs1,10)    

    return gs2    

}    

    

func main() {    

    server := "localhost:6060"    

    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server)    

    if err != nil {    

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())    

        os.Exit(1)    

    }    

    

    conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)    

    if err != nil {    

        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())    

        os.Exit(1)    

    }    

    

    

    fmt.Println("connect success")    

    send(conn)    

    

    

    

}

这样我们就成功实现在Server和Client之间建立一套自定义的基础通讯协议啦，让我们运行一下看下效果：



成功识别每一条Client发来的信息啦~~

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