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Go语言七篇入门教程六网络编程

1. Socket 编程

在 Go 语言中编写网络程序时,我们将看不到传统的编码形式。以前我们使用 Socket 编程时,会按照如下步骤展开。

建立 Socket:使用 socket()函数。

绑定 Socket:使用 bind()函数。

监听:使用 listen()函数。或者连接:使用 connect()函数。

接受连接:使用 accept()函数。

接收:使用 receive()函数。或者发送:使用 send()函数。
Go 语言标准库对此过程进行了抽象和封装。无论我们期望使用什么协议建立什么形式的连接,都只需要调用 net.Dial()即可。

1.1 Dial()函数

Dial()函数的原型如下:

func Dial(net, addr string) (Conn, error)

其中 net 参数是网络协议的名字,addr 参数是IP 地址或域名,而端口号以:的形式跟随在地址或域名的后面,端口号可选。如果连接成功,返回连接对象,否则返回 error
我们来看一下几种常见协议的调用方式。

TCP 链接:

conn, err := net.Dial("tcp", "192.168.1.8:3000")

UDP链接:

conn, err := net.Dial("udp", "192.168.1.12:975")

ICMP链接(使用协议名称):

conn, err := net.Dial("ip4:icmp", "www.baidu.com")

ICMP链接(使用协议编号):

conn, err := net.Dial("ip4:1", "10.0.0.3")

在成功建立连接后,我们就可以进行数据的发送和接收。发送数据时,使用 connWrite()成员方法,接收数据时使用 Read()方法。

2. HTTP 编程

2.1 HTTP 客户端

Go 内置的 net/http 包提供了最简洁的 HTTP 客户端实现,我们无需借助第三方网络通信库(比如 libcurl)就可以直接使用 HTTP 中用得最多的 GETPOST 方式请求数据。

基本方法

net/http 包的 Client 类型提供了如下几个方法,让我们可以用最简洁的方式实现HTTP 请求:

func (c *Client) Get(url string) (r *Response, err error)
func (c *Client) Post(url string, bodyType string, body io.Reader) (r *Response, err error)
func (c *Client) PostForm(url string, data url.Values) (r *Response, err error)
func (c *Client) Head(url string) (r *Response, err error)
func (c *Client) Do(req *Request) (resp *Response, err error)

下面概要介绍这几个方法。

  • http.Get()

要请求一个资源,只需调用 http.Get()方法(等价于 http.DefaultClient.Get())即可,示例代码如下:

resp, err := http.Get("http://example.com/")
if err != nil { // 处理错误 ...
	return
}
defer resp.Body.close()
io.Copy(os.Stdout, resp.Body)

上面这段代码请求一个网站首页,并将其网页内容打印到标准输出流中。

  • http.Post()

要以POST 的方式发送数据,也很简单,只需调用 http.Post()方法并依次传递下面的 3 个参数即可:

请求的目标 URL将要 POST 数据的资源类型(MIMEType)数据的比特流([]byte 形式)

下面的示例代码演示了如何上传一张图片:

resp, err := http.Post("http://example.com/upload", "image/jpeg", &imageDataBuf)
if err != nil{ // 处理错误
	return
}
if resp.StatusCode != http.StatusOK {// 处理错误
	return
}
  • http.PostForm()

http.PostForm()方法实现了标准编码格式为 application/x-www-form-urlencoded的表单提交。下面的示例代码模拟 HTML 表单提交一篇新文章:

resp, err := http.PostForm("http://example.com/posts", url.Values{"title": 
{"article title"}, "content": {"article body"}})
if err != nil{ // 处理错误
	return
}
  • http.Head()

HTTP 中的 Head 请求方式表明只请求目标 URL 的头部信息,即 HTTP Header 而不返回 HTTP
Body。Go 内置的 net/http 包同样也提供了 http.Head() 方法,该方法同 http.Get() 方法一样,
只需传入目标 URL 一个参数即可。下面的示例代码请求一个网站首页的 HTTP Header 信息:

resp, err := http.Head("http://baidu.com/")
  • (*http.Client).Do()

在多数情况下,http.Get()http.PostForm() 就可以满足需求,但是如果我们发起的
HTTP 请求需要更多的定制信息,我们希望设定一些自定义的 Http Header 字段,比如:

  • 设定自定义的”User-Agent”
  • 传递 Cookie

此时可以使用 net/httphttp.Client对象的 Do()方法来实现

req, err := http.NewRequest("GET", "http://baidu.com", nil) 
// ...
req.Header.Add("User-Agent", "Gobook Custom User-Agent") 
// ...
client := &http.Client{ //... } 
resp, err := client.Do(req)

2.2 HTTP 服务端

2.2.1 处理 HTTP 请求

使用 net/http 包提供的 http.ListenAndServe() 方法,可以在指定的地址进行监听,开启一个 HTTP,服务端该方法的原型如下:

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error

该方法用于在指定的 TCP 网络地址 addr 进行监听,然后调用服务端处理程序来处理传入的连接请求。该方法有两个参数:第一个参数 addr 即监听地址;第二个参数表示服务端处理程序,通常为空,这意味着服务端调用 http.DefaultServeMux 进行处理,而服务端编写的业务逻辑处理程序 http.Handle()http.HandleFunc() 默认注入 http.DefaultServeMux 中,具体代码如下:

http.Handle("/foo", fooHandler)
http.HandleFunc("/bar", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	fmt.Fprintf(w, "Hello, %q", html.EscapeString(r.URL.Path))
})
log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))

net/http 包还提供 http.ListenAndServeTLS() 方法,用于处理 HTTPS 连接请求:

func ListenAndServeTLS(addr string, certFile string, keyFile string, handler Handler) error

ListenAndServeTLS()ListenAndServe() 的行为一致,区别在于只处理 HTTPS 请求。此外,服务器上必须存在包含证书和与之匹配的私钥的相关文件,比如 certFile 对应 SSL证书文件存放路径,keyFile 对应证书私钥文件路径。如果证书是由证书颁发机构签署的,certFile 参数指定的路径必须是存放在服务器上的经由 CA认证过的 SSL 证书

3. RPC 编程

在 Go 中,标准库提供的 net/rpc 包实现了 RPC 协议需要的相关细节,开发者可以很方便地使用该包编写 RPC 的服务端和客户端程序,这使得用 Go 语言开发的多个进程之间的通信变得非常简单。

net/rpc 包允许 RPC 客户端程序通过网络或是其他 I/O 连接调用一个远端对象的公开方法(必须是大写字母开头、可外部调用的)。在 RPC 服务端,可将一个对象注册为可访问的服务,之后该对象的公开方法就能够以远程的方式提供访问。一个 RPC 服务端可以注册多个不同类型的对象,但不允许注册同一类型的多个对象。

一个对象中只有满足如下这些条件的方法,才能被 RPC 服务端设置为可供远程访问:

  • 必须是在对象外部可公开调用的方法(首字母大写);
  • 必须有两个参数,且参数的类型都必须是包外部可以访问的类型或者是 Go 内建支持的类型;
  • 第二个参数必须是一个指针;
  • 方法必须返回一个 error 类型的值。

以上 4 个条件,可以简单地用如下一行代码表示:

func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error

在上面这行代码中,类型 T、T1 和 T2 默认会使用 Go 内置的 encoding/gob 包进行编码解码。

该方法(MethodName)的第一个参数表示由 RPC 客户端传入的参数,第二个参数表示要返回给 RPC 客户端的结果,该方法最后返回一个 error 类型的值。
RPC 服务端可以通过调用 rpc.ServeConn 处理单个连接请求。多数情况下,通过 TCP 或是 HTTP 在某个网络地址上进行监听来创建该服务是个不错的选择。

3.1 Go 语言中的 RPC 支持与处理

在 Go 中,标准库提供的net/rpc包实现了RPC 协议需要的相关细节,开发者可以很方便地使用该包编写 RPC 的服务端和客户端程序,这使得用 Go 语言开发的多个进程之间的通信变得非常简单。

net/rpc 包允许 RPC 客户端程序通过网络或是其他 I/O 连接调用一个远端对象的公开方法(必须是大写字母开头、可外部调用的)。在RPC服务端,可将一个对象注册为可访问的服务,之后该对象的公开方法就能够以远程的方式提供访问。一个RPC服务端可以注册多个不同类型的对象,但不允许注册同一类型的多个对象。

一个对象中只有满足如下这些条件的方法,才能被RPC服务端设置为可供远程访问:

  • 必须是在对象外部可公开调用的方法(首字母大写);
  • 必须有两个参数,且参数的类型都必须是包外部可以访问的类型或者是Go内建支持的类型;
  • 第二个参数必须是一个指针;
  • 方法必须返回一个 error 类型的值。

以上 4 个条件,可以简单地用如下一行代码表示:

func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error

在上面这行代码中,类型 T、T1 和 T2 默认会使用 Go 内置的 encoding/gob 包进行编码解码。关于 encoding/gob 包的内容,稍后我们将会对其进行介绍。

该方法(MethodName)的第一个参数表示由 RPC 客户端传入的参数,第二个参数表示要返回给 RPC 客户端的结果,该方法最后返回一个 error 类型的值。

RPC 服务端可以通过调用 rpc.ServeConn 处理单个连接请求。多数情况下,通过 TCP 或是 HTTP 在某个网络地址上进行监听来创建该服务是个不错的选择。

3.2 Gob 简介

Gob 是 Go 的一个序列化数据结构的编码解码工具,在Go标准库中内置 encoding/gob包以供使用。一个数据结构使用 Gob进行序列化之后,能够用于网络传输。

JSONXML这种基于文本描述的数据交换语言不同,Gob是二进制编码的数据流,并且 Gob 流是可以自解释的,它在保证高效率的同时,也具备完整的表达能力。

作为针对 Go的数据结构进行编码和解码的专用序列化方法,这意味着 Gob 无法跨语言使用。在 Gonet/rpc 包中,传输数据所需要用到的编码解码器,默认就是 Gob。由于Gob 仅局限于使用 Go 语言开发的程序,这意味着我们只能用 GoRPC 实现进程间通信。

然而,大多数时候,我们用Go编写的 RPC 服务端(或客户端),可能更希望它是通用的,与语言无关的,无论是 Python 、 Java 或其他编程语言实现的 RPC 客户端,均可与之通信。

3.3 设计优雅的 RPC 接口

Go 的 net/rpc 很灵活,它在数据传输前后实现了编码解码器的接口定义。这意味着,开发者可以自定义数据的传输方式以及 RPC 服务端和客户端之间的交互行为。
RPC 提供的编码解码器接口如下:

type ClientCodec interface {
	WriteRequest(*Request, interface{}) error 
	ReadResponseHeader(*Response) error
	ReadResponseBody(interface{}) error
	Close() error
}

type ServerCodec interface {
	ReadRequestHeader(*Request) error 
	ReadRequestBody(interface{}) error 
	WriteResponse(*Response, interface{}) error
	Close() error
}

接口 ClientCodec 定义了 RPC 客户端如何在一个 RPC 会话中发送请求和读取响应。客户端程序通过 WriteRequest() 方法将一个请求写入到 RPC 连接中,并通过ReadResponseHeader()ReadResponseBody() 读取服务端的响应信息。当整个过程执行完毕后,再通过 Close()方法来关闭该连接。

接口 ServerCodec 定义了 RPC 服务端如何在一个 RPC 会话中接收请求并发送响应。服务端程序通过ReadRequestHeader()ReadRequestBody() 方法从一个 RPC 连接中读取 请求信息,然后再通过WriteResponse() 方法向该连接中的 RPC 客户端发送响应。当完成该过程后,通过 Close()方法来关闭连接。

通过实现上述接口,我们可以自定义数据传输前后的编码解码方式,而不仅仅局限于Gob。同样,可以自定义RPC服务端和客户端的交互行为。实际上,Go 标准库提供的 net/rpc/json包,就是一套实现了 rpc.ClientCodecrpc.ServerCodec 接口的 JSON-RPC 模块。

以上就是Go语言七篇入门教程六网络编程第的详细内容,更多关于Go语言网络编程的资料请关注其它相关文章!

如何学习Go

如果你是小白,你可以这样学习Go语言~

七篇入门Go语言

第一篇:Go简介初识

第二篇:程序结构&&数据类型的介绍

第三篇:函数方法接口的介绍

第四篇:通道与Goroutine的并发编程

第五篇:文件及包的操作与处理

第七篇:GC垃圾回收三色标记

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