随心 发表于 2022-6-18 10:56:14

在 Go 中实现一个支持并发的 TCP 服务端


仅用大约 65 行代码,开发一个用于生成随机数、支持并发的 TCP 服务端。

TCP 和 UDP 服务端随处可见,它们基于 TCP/IP 协议栈,通过网络为客户端提供服务。在这篇文章中,我将介绍如何使用 Go 语言开发一个用于返回随机数、支持并发的 TCP 服务端。对于每一个来自 TCP 客户端的连接,它都会启动一个新的 goroutine(轻量级线程)来处理相应的请求。

你可以在 GitHub 上找到本项目的源码:concTcp.go。

处理 TCP 连接


这个程序的主要逻辑在 handleConnection函数中,具体实现如下:
func handleConnection(c net.Conn) {      fmt.Printf("Serving %s\n", c.RemoteAddr.String)      for {                netData, err := bufio.NewReader(c).ReadString('\n')                if err != nil {                        fmt.Println(err)                        return                }                temp := strings.TrimSpace(string(netData))                if temp == "STOP" {                        break                }                result := strconv.Itoa(random) + "\n"                c.Write(byte(string(result)))      }      c.Close}
如果 TCP 客户端发送了一个 “STOP” 字符串,为它提供服务的 goroutine 就会终止;否则,TCP 服务端就会返回一个随机数给它。只要客户端不主动终止,服务端就会一直提供服务,这是由 for循环保证的。具体来说,for循环中的代码使用了bufio.NewReader(c).ReadString('\n')来逐行读取客户端发来的数据,并使用c.Write(byte(string(result)))来返回数据(生成的随机数)。你可以在 Go 的 net 标准包文档中了解更多。

支持并发


在 main函数的实现部分,每当 TCP 服务端收到 TCP 客户端的连接请求,它都会启动一个新的 goroutine 来为这个请求提供服务。
func main {      arguments := os.Args      if len(arguments) == 1 {                fmt.Println("Please provide a port number!")                return      }      PORT := ":" + arguments      l, err := net.Listen("tcp4", PORT)      if err != nil {                fmt.Println(err)                return      }      defer l.Close      rand.Seed(time.Now.Unix)      for {                c, err := l.Accept                if err != nil {                        fmt.Println(err)                        return                }                go handleConnection(c)      }}
首先,main确保程序至少有一个命令行参数。注意,现有代码并没有检查这个参数是否为有效的 TCP 端口号。不过,如果它是一个无效的 TCP 端口号,net.Listen就会调用失败,并返回一个错误信息,类似下面这样:
$ go run concTCP.go 12alisten tcp4: lookup tcp4/12a: nodename nor servname provided, or not known$ go run concTCP.go -10listen tcp4: address -10: invalid port
net.Listen函数用于告诉 Go 接受网络连接,因而承担了服务端的角色。它的返回值类型是net.Conn,后者实现了io.Reader和io.Writer接口。此外,main函数中还调用了rand.Seed函数,用于初始化随机数生成器。最后,for循环允许程序一直使用Accept函数来接受 TCP 客户端的连接请求,并以 goroutine 的方式来运行handleConnection(c)函数,处理客户端的后续请求。

net.Listen 的第一个参数


net.Listen函数的第一个参数定义了使用的网络类型,而第二个参数定义了服务端监听的地址和端口号。第一个参数的有效值为tcp、tcp4、tcp6、udp、udp4、udp6、ip、ip4、ip6、Unix(Unix 套接字)、Unixgram和Unixpacket,其中:tcp4、udp4和ip4只接受 IPv4 地址,而tcp6、udp6和ip6只接受 IPv6 地址。

服务端并发测试


concTCP.go需要一个命令行参数,来指定监听的端口号。当它开始服务 TCP 客户端时,你会得到类似下面的输出:
$ go run concTCP.go 8001Serving 127.0.0.1:62554Serving 127.0.0.1:62556
netstat的输出可以确认congTCP.go正在为多个 TCP 客户端提供服务,并且仍在继续监听建立连接的请求:
$ netstat -anp TCP | grep 8001tcp4       0      0127.0.0.1.8001         127.0.0.1.62556      ESTABLISHEDtcp4       0      0127.0.0.1.62556      127.0.0.1.8001         ESTABLISHEDtcp4       0      0127.0.0.1.8001         127.0.0.1.62554      ESTABLISHEDtcp4       0      0127.0.0.1.62554      127.0.0.1.8001         ESTABLISHEDtcp4       0      0*.8001               *.*                  LISTEN
在上面输出中,最后一行显示了有一个进程正在监听 8001 端口,这意味着你可以继续连接 TCP 的 8001 端口。第一行和第二行显示了有一个已建立的 TCP 网络连接,它占用了 8001 和 62556 端口。相似地,第三行和第四行显示了有另一个已建立的 TCP 连接,它占用了 8001 和 62554 端口。

下面这张图片显示了 concTCP.go在服务多个 TCP 客户端时的输出:

类似地,下面这张图片显示了两个 TCP 客户端的输出(使用了 nc工具):

你可以在 维基百科上找到更多关于nc(即netcat)的信息。

总结


现在,你学会了如何用大约 65 行 Go 代码来开发一个生成随机数、支持并发的 TCP 服务端,这真是太棒了!如果你想要让你的 TCP 服务端执行别的任务,只需要修改 handleConnection函数即可。

via: https://opensource.com/article/18/5/building-concurrent-tcp-server-go

作者:Mihalis Tsoukalos选题:lkxed译者:lkxed校对:wxy

本文由 LCTT原创编译,Linux中国荣誉推出

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山区客家人 发表于 2022-6-18 10:58:43

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迎风撒尿手插兜 发表于 2022-6-18 11:01:32

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