Socket基础知识
通过上面的介绍我们知道Socket有两种：TCP Socket和UDP Socket，TCP和UDP
通过上面的介绍我们知道Socket有两种：TCP Socket和UDP Socket，TCP和UDP是协议，而要确定一个进程的需要三元组，需要IP地址和端口。
IPv4地址
目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议。IP是TCP/IP协议中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，发展至今已经使用了30多年。
IPv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方的电脑可以联到Internet上。近十年来由于互联网的蓬勃发展，IP位址的需求量愈来愈大，使得IP位址的发放愈趋严格，目前基本上IPv4的地址很少了，我们公司目前很多服务器的IP都是一个宝贵的资源。
地址格式类似这样：127.0.0.1 172.122.121.111
IPv6地址
IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。
地址格式类似这样：2002:c0e8:82e7:0:0:0:c0e8:82e7
Go支持的IP类型
在Go的net包中定义了很多类型、函数和方法用来网络编程，其中IP的定义如下：
type IP []byte
在net包中有很多函数来操作IP，但是其中比较有用的也就几个，其中ParseIP(s
string) IP函数会把一个IPv4或者IPv6的地址转化成IP类型，请看下面的例子:
package main
import (
"net"
"os"
"fmt"
)
func main() {
if len(os.Args) != 2 {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Usage: %s ip-addr\n", os.Args[0])
os.Exit(1)
}
name := os.Args[1]
addr := net.ParseIP(name)
if addr == nil {
fmt.Println("Invalid address")
} else {
fmt.Println("The address is ", addr.String())
}
os.Exit(0)
}
执行之后你就会发现只要你输入一个IP地址就会给出相应的IP格式
TCP Socket
当我们知道如何通过网络端口访问到一个服务时，那么我们能够做什么呢？其实作为客户端来说，我们可以通过网络端口发送一个请求，然后得到服务器端反馈的信息。作为服务端，我们需要把我们的服务绑定到端口，并且在相应的端口上监听，当有客户端来访问时能够读取信息并且写入反馈信息。
在Go语言的net包中有一个类型TCPConn，这个类型可以用来作为客户端和服务器端交互的通道，他有两个主要的函数：
func (c *TCPConn) Write(b []byte) (n int, err os.Error) func (c *TCPConn) Read(b []byte) (n int, err os.Error)
TCPConn可以用在客户端和服务器端来读写数据。
还有我们需要知道一个TCPAddr类型，他表示一个TCP的地址信息，他的定义如下：
type TCPAddr struct {
IP IP
Port int
}
在Go语言中通过ResolveTCPAddr获取一个TCPAddr
func ResolveTCPAddr(net, addr string) (*TCPAddr, os.Error)
- net参数是"tcp4"、"tcp6"、"tcp"中的任意一个，分别表示TCPv4、TCPv6或者任意
- addr表示域名或者IP地址，例如"www.google.com:80" 或者"127.0.0.1:22".
TCP client
Go语言中通过net包中的DialTCP函数建议一个TCP连接，返回一个TCPConn类型，客户端和服务器段通过这个类型来进行数据交换。一般而言，客户端通过TCPConn写入请求信息发送到服务器端，读取服务器端反馈的信息。这个链接只有当任意一遍关闭了连接之后才失效，不然我们都可以一直使用。函数的定义如下：
func DialTCP(net string, laddr, raddr *TCPAddr) (c *TCPConn, err os.Error)
- net参数是"tcp4"、"tcp6"、"tcp"中的任意一个，分别表示TCPv4、TCPv6或者任意
- laddr表示本机地址，一般设置为nil
- raddr表示远程的服务地址
接下来我们举一个简单的例子，模拟一个客户端去连接一个Web服务,基于HTTP协议的请求。我们发送一个简单的http请求头，类似如下代码：
"HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n"
我们可能收到的反馈信息如下：
HTTP/1.0 200 OK ETag: "-9985996" Last-Modified: Thu, 25 Mar 2010 17:51:10 GMT Content-Length: 18074 Connection: close Date: Sat, 28 Aug 2010 00:43:48 GMT Server: lighttpd/1.4.23
我们的客户端代码如下所示：
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"net"
"os"
)
func main() {
if len(os.Args) != 2 {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Usage: %s host:port ", os.Args[0])
os.Exit(1)
}
service := os.Args[1]
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", service)
checkError(err)
conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)
checkError(err)
_, err = conn.Write([]byte("HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n"))
checkError(err)
result, err := ioutil.ReadAll(conn)
checkError(err)
fmt.Println(string(result))
os.Exit(0)
}
func checkError(err os.Error) {
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.String())
os.Exit(1)
}
}
通过上面的代码我们可以看出首先我们根据用户的输入通过net.ResolveTCPAddr获取了一个tcpaddr,然后DialTCP获取了一个TCP链接，然后发送请求信息，最后通过ioutil.ReadAll读取全部的服务器反馈信息。
TCP server
上面我们建立了一个TCP的客户端，那么我们也可以通过net包来建立一个服务器端，我们知道服务器端我们需要绑定服务到对应的端口，然后监听端口，当有客户端请求到达的时候接收客户端连接。net包中有相应的函数，函数定义如下：
func ListenTCP(net string, laddr *TCPAddr) (l *TCPListener, err os.Error) func (l *TCPListener) Accept() (c Conn, err os.Error)
参数说明同DialTCP的参数一样。下面我们实现了一个简单的时间同步服务，监听在7777端口
package main
import (
"fmt"
"net"
"os"
"time"
)
func main() {
service := ":7777"
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("ip4", service)
checkError(err)
listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
checkError(err)
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
continue
}
daytime := time.LocalTime().String()
conn.Write([]byte(daytime)) // don't care about return value
conn.Close() // we're finished with this client
}
}
func checkError(err os.Error) {
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.String())
os.Exit(1)
}
}
上面的服务我们跑起来之后，他将会一直在那边等待，直到有新的客户端到达，当有新的客户端到达的时候他反馈当前的时间信息。同时我们注意看循环那里，当有错误发生时，直接continue了，而不是退出，因为在我们编写服务器端的时候，当有错误发生的情况下最好是记录错误，然后当前客户端出错直接退出，而不会影响到当前整个的服务。
当上面的代码执行的时候是单任务的，不能同时接收多个请求，那么我们如何改造一下就可以实现多并发呢？Go里面有一个goroutine机制，请看下面改造之后的代码
package main
import (
"fmt"
"net"
"os"
"time"
)
func main() {
service := ":1200"
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("ip4", service)
checkError(err)
listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
checkError(err)
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
continue
}
go handlerClient(conn)
}
}
func handleClient(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
daytime := time.LocalTime().String()
conn.Write([]byte(daytime)) // don't care about return value
// we're finished with this client
}
func checkError(err os.Error) {
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.String())
os.Exit(1)
}
}
通过把业务独立到handleClient，我们就可以实现多并发执行了。看上去是不是很帅，简答的一行代码就实现了多并发的功能，这个也是Go吸引人的一个地方。
控制TCP连接
TCP连接有很多控制函数，我们平常用到比较多的有如下几个函数：
func (c *TCPConn) SetTimeout(nsec int64) os.Error func (c *TCPConn) SetKeepAlive(keepalive bool) os.Error
第一个函数用来设置超时时间，客户端和服务器端都适用，当超过设置的时间时那么该链接就失效。
第二个函数用来设置客户端是否和服务器端一直保持着连接，即使没有任何的数据发送
更多的内容请查看net包的文档。
UDP Socket
Go语言包中处理UDP Socket和TCP Socket不同的地方就是在处理服务器端的时候，当有多个客户端请求来临的时候如何处理数据包。其他基本都是一模一样，只有TCP换成了UDP而已。他的几个主要函数如下所示：
func ResolveUDPAddr(net, addr string) (*UDPAddr, os.Error) func DialUDP(net string, laddr, raddr *UDPAddr) (c *UDPConn, err os.Error) func ListenUDP(net string, laddr *UDPAddr) (c *UDPConn, err os.Error) func (c *UDPConn) ReadFromUDP(b []byte) (n int, addr *UDPAddr, err os.Error func (c *UDPConn) WriteToUDP(b []byte, addr *UDPAddr) (n int, err os.Error)
一个UDP的客户端代码如下所示,我们可以看到唯一不同的就是TCP换成了UDP而已：
package main
import (
"fmt"
"net"
"os"
)
func main() {
if len(os.Args) != 2 {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Usage: %s host:port", os.Args[0])
os.Exit(1)
}
service := os.Args[1]
udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp4", service)
checkError(err)
conn, err := net.DialUDP("udp", nil, udpAddr)
checkError(err)
_, err = conn.Write([]byte("anything"))
checkError(err)
var buf [512]byte
n, err := conn.Read(buf[0:])
checkError(err)
fmt.Println(string(buf[0:n]))
os.Exit(0)
}
func checkError(err os.Error) {
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error ", err.String())
os.Exit(1)
}
}
我们来看一下UDP的服务器端如何来处理：
package main
import (
"fmt"
"net"
"os"
"time"
)
func main() {
service := ":1200"
udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp4", service)
checkError(err)
conn, err := net.ListenUDP("udp", udpAddr)
checkError(err)
for {
handleClient(conn)
}
}
func handleClient(conn *net.UDPConn) {
var buf [512]byte
_, addr, err := conn.ReadFromUDP(buf[0:])
if err != nil {
return
}
daytime := time.LocalTime().String()
conn.WriteToUDP([]byte(daytime), addr)
}
func checkError(err os.Error) {
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error ", err.String())
os.Exit(1)
}
}
