概念
首先什么事Socket,翻译过来就是孔或者插座。网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个socket。
Socket的本质其实是编程接口,是一个IPC接口。(IPC:进程间通信)与其他IPC方法不同的是,它可以通过网络让多个进程建立通信,是的通信双方是否在同一个机器上变得无关紧要。
Socket如何通信
socket是通过TCP/IP协议族来提供网络链接。Socket是应用程序和运输层之间的抽象层,封装了TCP/IP协议族,用一组简单的接口就能就能通过网络链接通信。下图为网上经典图,用户不需要知道TCP/IP的各种复杂功能协议等,直接使用Socket提供的接口就能完成所有工作。
Socket通信流程
- 服务端: 首先服务端需要初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。
- 客户端:客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。
Socket提供的主要接口
- 初始化:int socket(int domain, int type, int protocol)
- 绑定:int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
- 监听:listen()
- 接受请求:accept()
具体参数的意义先不展开,我们主要是看go如何操作socket。
Go 如何操作Socket
上边简单的介绍了Socket的概念,在go语言中我们可以很方便的使用net包来操作。其实go的net包就是对上面的Socket的接口做了再次封装,让我们能很方便的建立Socket连接和使用连接通信。直接上代码
公共函数
//公共函数 用来定义Socket类型 ip 端口。
const(
Server_NetWorkType = "tcp"
Server_Address = "127.0.0.1:8085"
Delimiter = '\t'
)
// 往conn中写数据,可以用于客户端传输给服务端, 也可以服务端返回客户端
func Write(conn net.Conn, content string)(int, error){
var buffer bytes.Buffer
buffer.WriteString(content)
buffer.WriteByte(Delimiter)
return conn.Write(buffer.Bytes())
}
// 从conn中读取字节流,以上面的结束符为标记
func Read(conn net.Conn)(string, error){
readBytes := make([]byte,1)
var buffer bytes.Buffer
for{
if _,err := conn.Read(readBytes);err != nil{
return "", err
}
readByte := readBytes[0]
if readByte == Delimiter{
break
}
buffer.WriteByte(readByte)
}
return buffer.String(), nil
}
服务端:
func main() {
// net listen 函数 传入socket类型和ip端口,返回监听对象
listener, err := net.Listen(socket.Server_NetWorkType,socket.Server_Address)
if err == nil{
// 循环等待客户端访问
for{
conn,err := listener.Accept()
if err == nil{
// 一旦有外部请求,并且没有错误 直接开启异步执行
go handleConn(conn)
}
}
}else{
fmt.Println("server error", err)
}
defer listener.Close()
}
func handleConn(conn net.Conn){
for {
// 设置读取超时时间
conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Second * 2))
// 调用公用方法read 获取客户端传过来的消息。
if str, err := socket.Read(conn); err == nil{
fmt.Println("client:",conn.RemoteAddr(),str)
// 通过write 方法往客户端传递一个消息
socket.Write(conn,"server got:"+str)
}
}
}
客户端
func main() {
// 调用net包中的dial 传入ip 端口 进行拨号连接,通过三次握手之后获取到conn
conn,err := net.Dial(socket.Server_NetWorkType, socket.Server_Address)
if err != nil{
fmt.Println("Client create conn error err:", err)
}
defer conn.Close()
//往服务端传递消息
socket.Write(conn,"aaaa")
//读取服务端返回的消息
if str, err := socket.Read(conn);err == nil{
fmt.Println(str)
}
}
可以看到,上边的代码很简单。使用net包就可以很轻松的实现Socket通信。
简单源码查看
我们可以看到最上边我们介绍的Socket最少需要有创建(socket函数) 绑定(bind函数)监听(listen函数)这些最基本的步骤,这些步骤其实都封装在我们的net包中,到了我们代码中客户从net.Listen 函数里查看源代码。因为代码调用过多只贴一些关键性代码段。
首先 listen 会判断是监听tcp,还是unix。之后经过一些列的调用走到sysSocket方法,这个方法会调用系统的socket方法初始化socket对象返回一个socket的标识符。之后就会使用这个标识符进行绑定 监听。最终返回listener对象。
func Listen(network, address string) (Listener, error) {
addrs, err := DefaultResolver.resolveAddrList(context.Background(), "listen", network, address, nil)
if err != nil {
return nil, &OpError{Op: "listen", Net: network, Source: nil, Addr: nil, Err: err}
}
var l Listener
switch la := addrs.first(isIPv4).(type) {
case *TCPAddr:
// 监听TCP
l, err = ListenTCP(network, la)
case *UnixAddr:
l, err = ListenUnix(network, la)
default:
return nil, &OpError{Op: "listen", Net: network, Source: nil, Addr: la, Err: &AddrError{Err: "unexpected address type", Addr: address}}
}
if err != nil {
return nil, err // l is non-nil interface containing nil pointer
}
return l, nil
}
// 最终调用的系统方法, 是不是跟socket 的初始化方法很像?
func sysSocket(family, sotype, proto int) (int, error) {
// See ../syscall/exec_unix.go for description of ForkLock.
syscall.ForkLock.RLock()
s, err := socketFunc(family, sotype, proto)
if err == nil {
syscall.CloseOnExec(s)
}
syscall.ForkLock.RUnlock()
if err != nil {
return -1, os.NewSyscallError("socket", err)
}
if err = syscall.SetNonblock(s, true); err != nil {
poll.CloseFunc(s)
return -1, os.NewSyscallError("setnonblock", err)
}
return s, nil
}
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