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Go語言如何實(shí)現(xiàn)TCP通信詳解_Golang

作者:yuzhang_zy ? 更新時(shí)間: 2023-02-17 編程語言

前言

TCP協(xié)議為傳輸控制協(xié)議,TCP協(xié)議有以下幾個(gè)特點(diǎn):

1. TCP是面向連接的傳輸層協(xié)議;

2. 每條TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn),每條TCP連接是點(diǎn)到點(diǎn)的通信;

3. TCP提供可靠的交付服務(wù),保證傳送的數(shù)據(jù)無差錯(cuò),不丟失,不重要且有序;

4. TCP提供全雙工通信,允許雙方在任何時(shí)候都能發(fā)送數(shù)據(jù),為此TCP連接的兩端都設(shè)有發(fā)送緩存和接收緩存,用來臨時(shí)存放雙向通信的數(shù)據(jù);

5. TCP是面向字節(jié)流的;

發(fā)送緩存用來暫存以下數(shù)據(jù):

① 發(fā)送應(yīng)用程序傳送給發(fā)送方TCP準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù);

② TCP已發(fā)送但尚未收到確認(rèn)的數(shù)據(jù);

接收緩存用來暫存以下數(shù)據(jù):

① 按序到達(dá)但尚未被接收應(yīng)用程序讀取的數(shù)據(jù);

② 不按序到達(dá)的數(shù)據(jù);

因?yàn)槭敲嫦蜻B接的協(xié)議,數(shù)據(jù)像水流一樣傳輸,會(huì)存在黏包問題

TCP連接

一個(gè)TCP服務(wù)端可以同時(shí)連接很多個(gè)客戶端,Go語言可以使用go關(guān)鍵字開啟goroutine,每建立一個(gè)連接就創(chuàng)建一個(gè)goroutine,這樣可以并發(fā)執(zhí)行每一個(gè)創(chuàng)建的連接,tcp服務(wù)端主要的處理流程有:1. 監(jiān)聽端口;2. 接收客戶端請(qǐng)求創(chuàng)建tcp連接;3. 使用go關(guān)鍵字開啟goroutine處理每一個(gè)建立的連接,收發(fā)數(shù)據(jù);4. 關(guān)閉連接;tcp客戶端主要的處理流程有:1. 建立與服務(wù)端的連接;2. 收發(fā)數(shù)據(jù);3. 關(guān)閉連接;關(guān)于tcp通信我們一般會(huì)使用到bufio,net,strings,os包,其中bufio包主要用來做輸入輸出數(shù)據(jù)的緩存,bufio.NewReader()函數(shù)可以傳遞os.Stdin類型(任何實(shí)現(xiàn)了io.Reader接口中的read()方法都可以作為參數(shù)傳遞進(jìn)來,通常是傳遞一個(gè)實(shí)現(xiàn)了io.Reader接口中的read()方法的結(jié)構(gòu)體或者是結(jié)構(gòu)體指針),os.Stdin為標(biāo)準(zhǔn)輸入,我們可以接受讀取從控制臺(tái)輸入的數(shù)據(jù),os.NewReader()函數(shù)返回的是一個(gè)新的帶有4096 byte大小緩沖區(qū)的Reader結(jié)構(gòu)體指針類型,通過Reader結(jié)構(gòu)體指針類型我們就可以調(diào)用很多的方法,比如可以調(diào)用ReadString(delim byte) (string,error)方法,ReadString方法可以一直從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù),直到遇到指定的終止符號(hào)delim,并且讀取的內(nèi)容會(huì)包含當(dāng)前的delim,所以bufio包主要用來對(duì)輸入和輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖;net包主要是連接的監(jiān)聽、創(chuàng)建,以及連接數(shù)據(jù)的讀取和寫入(例如tcp,udp等網(wǎng)絡(luò)編程)等相關(guān)工作,tcp服務(wù)端中可以使用一個(gè)process()函數(shù)傳遞一個(gè)net.Conn類型也即*net.TCPConn類型的變量conn(TCPConn結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)了Conn接口),*TCPConn類型那么就可以調(diào)用很多的方法,因?yàn)槲覀冃枰獜膖cp連接中讀取客戶端或者是服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù),所以可以調(diào)用*TCPConn類型的read()方法讀取tcp連接的數(shù)據(jù),然后輸出數(shù)據(jù)即可,服務(wù)端可以使用net.Listen()函數(shù)監(jiān)聽連接,使用Accept()方法建立tcp連接,客戶端則可以使用net.Dial()連接創(chuàng)建的tcp連接,使用conn接口的實(shí)現(xiàn)*TCPConn(Dial()方法的返回值就是*TCPConn類型)調(diào)用conn的read()方法將讀取tcp連接的內(nèi)容,write()方法將數(shù)據(jù)寫入到tcp連接中;strings包主要是對(duì)讀取到的數(shù)據(jù)的字符串形式進(jìn)行處理,比如去除掉字符串的一些符號(hào)等等。

下面的代碼需要先運(yùn)行服務(wù)端的代碼,再運(yùn)行客戶端的代碼:

TCP服務(wù)端

package main
 
import (
	"bufio"
	"fmt"
	"net"
	"os"
	"strings"
)
 
// TCP 服務(wù)端
func process(conn net.Conn) {
	// 函數(shù)執(zhí)行完之后關(guān)閉連接
	defer conn.Close()
	// 輸出主函數(shù)傳遞的conn可以發(fā)現(xiàn)屬于*TCPConn類型, *TCPConn類型那么就可以調(diào)用*TCPConn相關(guān)類型的方法, 其中可以調(diào)用read()方法讀取tcp連接中的數(shù)據(jù)
	fmt.Printf("服務(wù)端: %T\n", conn)
	for {
		var buf [128]byte
		// 將tcp連接讀取到的數(shù)據(jù)讀取到byte數(shù)組中, 返回讀取到的byte的數(shù)目
		n, err := conn.Read(buf[:])
		if err != nil {
			// 從客戶端讀取數(shù)據(jù)的過程中發(fā)生錯(cuò)誤
			fmt.Println("read from client failed, err:", err)
			break
		}
		recvStr := string(buf[:n])
		fmt.Println("服務(wù)端收到客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù):", recvStr)
		// 由于是tcp連接所以雙方都可以發(fā)送數(shù)據(jù), 下面接收服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)這樣客戶端也可以收到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)
		inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
		s, _ := inputReader.ReadString('\n')
		t := strings.Trim(s, "\r\n")
		// 向當(dāng)前建立的tcp連接發(fā)送數(shù)據(jù), 客戶端就可以收到服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)
		conn.Write([]byte(t))
	}
}
 
func main() {
	// 監(jiān)聽當(dāng)前的tcp連接
	listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:20000")
	fmt.Printf("服務(wù)端: %T=====\n", listen)
	if err != nil {
		fmt.Println("listen failed, err:", err)
		return
	}
	for {
		conn, err := listen.Accept() // 建立連接
		fmt.Println("當(dāng)前建立了tcp連接")
		if err != nil {
			fmt.Println("accept failed, err:", err)
			continue
		}
		// 對(duì)于每一個(gè)建立的tcp連接使用go關(guān)鍵字開啟一個(gè)goroutine處理
		go process(conn) 
	}
}

TCP客戶端

package main
 
import (
	"bufio"
	"fmt"
	"net"
	"os"
	"strings"
)
 
func main() {
	// 連接到服務(wù)端建立的tcp連接
	conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:20000")
	// 輸出當(dāng)前建Dial函數(shù)的返回值類型, 屬于*net.TCPConn類型
	fmt.Printf("客戶端: %T\n", conn)
	if err != nil {
		// 連接的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤
		fmt.Println("err :", err)
		return
	}
	// 當(dāng)函數(shù)返回的時(shí)候關(guān)閉連接
	defer conn.Close() 
	// 獲取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸入的*Reader結(jié)構(gòu)體指針類型的變量
	inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
	for {
		// 調(diào)用*Reader結(jié)構(gòu)體指針類型的讀取方法
		input, _ := inputReader.ReadString('\n') // 讀取用戶輸入
		// 去除掉\r \n符號(hào)
		inputInfo := strings.Trim(input, "\r\n")
		// 判斷輸入的是否是Q, 如果是Q則退出
		if strings.ToUpper(inputInfo) == "Q" { // 如果輸入q就退出
			return
		}
		_, err = conn.Write([]byte(inputInfo)) // 發(fā)送數(shù)據(jù)
		if err != nil {
			return
		}
		buf := [512]byte{}
		// 讀取服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)
		n, err := conn.Read(buf[:])
		if err != nil {
			fmt.Println("recv failed, err:", err)
			return
		}
		fmt.Println("客戶端接收服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù): ", string(buf[:n]))
	}
}

總結(jié)

原文鏈接:https://blog.csdn.net/qq_39445165/article/details/124393872

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