网络编程

* 本页面主要介绍Go语言网络编程的相关内容。

说道网络编程,前提是需要了解网络分层等相关的网络知识,这一部分内容在本节不再赘述,在 《程序员技能提升宝典》 手册的 第一章 网络 中有详细的网络方面的总结,如果不了解或者概念不再清晰的,可以先移步去学习和复习一下。

这一节,我们主要围绕实现进行总结。

一、Go语言实现TCP通信

关于TCP的内容,参见 TCP/IP协议

TCP服务端

一个TCP服务端可以同时连接很多个客户端,例如世界各地的用户使用自己电脑上的浏览器访问淘宝网。因为Go语言中创建多个goroutine实现并发非常方便和高效,所以我们可以每建立一次链接就创建一个goroutine去处理。TCP服务端程序的处理流程:

  • 监听端口
  • 接收客户端请求建立链接
  • 创建goroutine处理链接

使用Go语言的net包实现的TCP服务端代码如下:

  // tcp/server/main.go

  // TCP server端

  // 处理函数
  func process(conn net.Conn) {
      defer conn.Close() // 关闭连接
      for {
          reader := bufio.NewReader(conn)
          var buf [128]byte
          n, err := reader.Read(buf[:]) // 读取数据
          if err != nil {
              fmt.Println("read from client failed, err:", err)
              break
          }
          //回写网络,这里有个学名叫“回射服务器”
          //注意这里的buf[:n]
          recvStr := string(buf[:n])
          fmt.Println("收到client端发来的数据:", recvStr)
          conn.Write([]byte(recvStr)) // 发送数据
      }
  }

  func main() {
      listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:20000")
      if err != nil {
          fmt.Println("listen failed, err:", err)
          return
      }
      for {
          conn, err := listen.Accept() // 建立连接
          if err != nil {
              fmt.Println("accept failed, err:", err)
              continue
          }
          go process(conn) // 启动一个goroutine处理连接
      }
  } 

将上面的代码保存之后编译成server或server.exe可执行文件。值得特殊强调的是,上面处理函数中的buf[:n],这样写是必须的,因为每次收到的数据长度不固定,不能按照buf直接发送,否则前一次的“脏数据”可能对本次写入的新数据产生影响

TCP客户端

一个TCP客户端进行TCP通信的流程如下:

  • 建立与服务端的链接
  • 进行数据收发
  • 关闭链接

使用Go语言的net包实现的TCP客户端代码如下:

  // tcp/client/main.go

  // 客户端
  func main() {
      conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:20210")
      if err != nil {
          fmt.Println("err :", err)
          return
      }
      defer conn.Close() // 关闭连接
      inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
      for {
          input, _ := inputReader.ReadString('\n') // 读取用户输入
          inputInfo := strings.Trim(input, "\r\n")
          if strings.ToUpper(inputInfo) == "Q" { // 如果输入q就退出
              return
          }
          _, err = conn.Write([]byte(inputInfo)) // 发送数据
          if err != nil {
              return
          }
          buf := [512]byte{}
          n, err := conn.Read(buf[:])
          if err != nil {
              fmt.Println("recv failed, err:", err)
              return
          }
          fmt.Println(string(buf[:n]))
      }
  }

将上面的代码编译成client或client.exe可执行文件,先启动server端再启动client端,在client端输入任意内容回车之后就能够在server端看到client端发送的数据,从而实现TCP通信。

二、Go语言实现UDP通信

关于UDP的内容,参见 TCP/IP协议

UDP服务端

使用Go语言的net包实现的UDP服务端代码如下:

  // UDP/server/main.go

  // UDP server端
  func main() {
      listen, err := net.ListenUDP("udp", &net.UDPAddr{
          IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
          Port: 30000,
      })
      if err != nil {
          fmt.Println("listen failed, err:", err)
          return
      }
      defer listen.Close()
      for {
          var data [1024]byte
          n, addr, err := listen.ReadFromUDP(data[:]) // 接收数据
          if err != nil {
              fmt.Println("read udp failed, err:", err)
              continue
          }
          fmt.Printf("data:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), addr, n)
          _, err = listen.WriteToUDP(data[:n], addr) // 发送数据
          if err != nil {
              fmt.Println("write to udp failed, err:", err)
              continue
          }
      }
  }
UDP客户端

使用Go语言的net包实现的UDP客户端代码如下:

  // UDP 客户端
  func main() {
      socket, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{
          IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
          Port: 30000,
      })
      if err != nil {
          fmt.Println("连接服务端失败,err:", err)
          return
      }
      defer socket.Close()
      sendData := []byte("Hello server")
      _, err = socket.Write(sendData) // 发送数据
      if err != nil {
          fmt.Println("发送数据失败,err:", err)
          return
      }
      data := make([]byte, 4096)
      n, remoteAddr, err := socket.ReadFromUDP(data) // 接收数据
      if err != nil {
          fmt.Println("接收数据失败,err:", err)
          return
      }
      fmt.Printf("recv:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), remoteAddr, n)
  }
三、Go语言实现HTTP通信

关于HTTP的内容,参见 HTTP/HTTPSHTTP/2

HTTP 客户端

使用Go语言编写一个简单的发送HTTP请求的Client端,代码如下:

  // http client demo

  func main() {
      conn, err := net.Dial("tcp", "www.baidu.com:80")
      if err != nil {
          fmt.Println("dial failed, err:", err)
          return
      }
      defer conn.Close()

      fmt.Fprintf(conn, "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n") // 发送请求

      var buf [8192]byte
      // 接收响应
      for {
          n, err := conn.Read(buf[:])
          if err == io.EOF {
              return
          }
          if err != nil {
              fmt.Println("get response failed, err:", err)
              break
          }
          fmt.Print(string(buf[:n]))
      }
  }

将上面的代码保存之后编译成可执行文件,执行之后就能在终端打印liwenzhou.com网站首页的内容了,我们的浏览器其实就是一个发送和接收HTTP协议数据的客户端,我们平时通过浏览器访问网页其实就是从网站的服务器接收HTTP数据,然后浏览器会按照HTML、CSS等规则将网页渲染展示出来。

我们还可以直接使用Go语言封装好的net/http包,它提供了HTTP客户端和服务端的实现。 有了net/http包我们请求baidu.com这个网站的页面就会比较简单了,示例代码如下:

  // http_client/main.go

  package main

  import (
      "fmt"
      "io/ioutil"
      "net/http"
  )

  func main() {
      resp, err := http.Get("https://www.baidu.com/")
      if err != nil {
          fmt.Println("get failed, err:", err)
          return
      }
      defer resp.Body.Close()
      body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
      fmt.Println(body)
  }

将上面的代码保存之后编译成可执行文件,执行之后就能在终端输出baidu.com网站首页的内容了。

HTTP 服务端

使用Go语言中的net/http包来编写一个简单的接收HTTP请求的Server端示例,net/http包是对net包的进一步封装,专门用来处理HTTP协议的数据。具体的代码如下:

  // http server

  func sayHello(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
      fmt.Fprintln(w, "Hello World!")
  }

  func main() {
      http.HandleFunc("/", sayHello)
      err := http.ListenAndServe(":9090", nil)
      if err != nil {
          fmt.Printf("http server failed, err:%v\n", err)
          return
      }
  }

以上就是用Go来实现TCP、UDP和HTTP来进行网络通信的代码实例,你都学会了吗?


* 本页内容参考以下数据源:

  • 《Go程序设计语言》
  • https://www.cnblogs.com/aaronthon/p/10951929.html

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