diff --git a/eBook/15.1.md b/eBook/15.1.md new file mode 100644 index 0000000..6d606e0 --- /dev/null +++ b/eBook/15.1.md @@ -0,0 +1,333 @@ +# 15.1 基本类型和运算符 + +这部分我们将使用TCP协议和在14章讲到的携程范式编写一个简单的客户端-服务器应用，一个（web）服务器应用需要响应众多客户端的并发请求：go会为每一个客户端产生一个携程用来处理请求。我们需要使用net包中网络通信的功能。它包含了用于TCP/IP以及UDP协议、域名解析等方法。 + +服务器代码，单独的一个文件： + +示例 15.1 [server.go](examples/chapter_15/server.go) +```go +package main + +import ( + "fmt" + "net" +) + +func main() { + fmt.Println("Starting the server ...") + // 创建 listener + listener, err := net.Listen("tcp", "localhost:50000") + if err != nil { + fmt.Println("Error listening", err.Error()) + return //终止程序 + } + // 监听并接受来自客户端的连接 + for { + conn, err := listener.Accept() + if err != nil { + fmt.Println("Error accepting", err.Error()) + return // 终止程序 + } + go doServerStuff(conn) + } +} + +func doServerStuff(conn net.Conn) { + for { + buf := make([]byte, 512) + _, err := conn.Read(buf) + if err != nil { + fmt.Println("Error reading", err.Error()) + return //终止程序 + } + fmt.Printf("Received data: %v", string(buf)) + } +} + +``` + +我们在`main()`创建了一个`net.Listener`的变量，他是一个服务器的基本函数：用来监听和接收来自客户端的请求（来自localhost即IP地址为127.0.0.1端口为50000基于TCP协议）。这个`Listen()`函数可以返回一个`error`类型的错误变量。用一个无限for循环的`listener.Accept()`来等待客户端的请求。客户端的请求将产生一个`net.Conn`类型的连接变量。然后一个独立的携程使用这个连接执行`doServerStuff()`，开始使用一个512字节的缓冲`data`来读取客户端发送来的数据并且把它们打印到服务器的终端；当客户端发送的所有数据都被读取完成时，携程就结束了。这段程序会为每一个客户端连接创建一个独立的携程。必须先运行服务器代码，再运行客户端代码。 + +客户端代码写在另外一个文件client.go中： + +示例 15.2 [client.go](examples/chapter_15/client.go) +```go +package main + +import ( + "bufio" + "fmt" + "net" + "os" + "strings" +) + +func main() { + //打开连接: + conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:50000") + if err != nil { + //由于目标计算机积极拒绝而无法创建连接 + fmt.Println("Error dialing", err.Error()) + return // 终止程序 + } + + inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin) + fmt.Println("First, what is your name?") + clientName, _ := inputReader.ReadString('\n') + // fmt.Printf("CLIENTNAME %s", clientName) + trimmedClient := strings.Trim(clientName, "\r\n") // Windows 平台下用 "\r\n"，Linux平台下使用 "\n" + // 给服务器发送信息直到程序退出： + for { + fmt.Println("What to send to the server? Type Q to quit.") + input, _ := inputReader.ReadString('\n') + trimmedInput := strings.Trim(input, "\r\n") + // fmt.Printf("input:--s%--", input) + // fmt.Printf("trimmedInput:--s%--", trimmedInput) + if trimmedInput == "Q" { + return + } + _, err = conn.Write([]byte(trimmedClient + " says: " + trimmedInput)) + } +} +``` +客户端通过`net.Dial`创建了一个和服务器之间的连接 + +它通过无限循环中的os.Stdin接收来自键盘的输入直到输入了“Q”。注意使用`\r`和`\n`换行符分割字符串（在windows平台下使用`\r\n`）。接下来分割后的输入通过`connection`的`Write`方法被发送到服务器。 + +当然，服务器必须先启动好，如果服务器并未开始监听，客户端是无法成功连接的。 + +如果在服务器没有开始监听的情况下运行客户端程序，客户端会停止并打印出以下错误信息：`对tcp 127.0.0.1:50000发起连接时产生错误：由于目标计算机的积极拒绝而无法创建连接`。 + +打开控制台并转到服务器和客户端可执行程序所在的目录，Windows系统下输入server.exe（或者只输入server），Linux系统下输入./server。 + +接下来控制台出现以下信息：`Starting the server ...` + +在Windows系统中，我们可以通过CTRL/C停止程序。 + +然后开启2个或者3个独立的控制台窗口，然后分别输入client回车启动客户端程序 + +以下是服务器的输出（在移除掉512字节的字符串中内容为空的区域后）： +``` +Starting the Server ... +Received data: IVO says: Hi Server, what's up ? +Received data: CHRIS says: Are you busy server ? +Received data: MARC says: Don't forget our appointment tomorrow ! +``` +当客户端输入 Q 并结束程序时，服务器会输出以下信息： +``` +Error reading WSARecv tcp 127.0.0.1:50000: The specified network name is no longer available. +``` +在网络编程中`net.Dial`函数是非常重要的，一旦你连接到远程系统，就会返回一个Conn类型接口，我们可以用它发送和接收数据。`Dial`函数巧妙的抽象了网络结构及传输。所以IPv4或者IPv6，TCP或者UDP都可以使用这个公用接口。 + +下边这个示例先使用TCP协议连接远程80端口，然后使用UDP协议连接，最后使用TCP协议连接IPv6类型的地址： + +示例 15.3 [dial.go](examples/chapter_15/dial.go) +```go +// make a connection with www.example.org: +package main + +import ( + "fmt" + "net" + "os" +) + +func main() { + conn, err := net.Dial("tcp", "192.0.32.10:80") // tcp ipv4 + checkConnection(conn, err) + conn, err = net.Dial("udp", "192.0.32.10:80") // udp + checkConnection(conn, err) + conn, err = net.Dial("tcp", "[2620:0:2d0:200::10]:80") // tcp ipv6 + checkConnection(conn, err) +} +func checkConnection(conn net.Conn, err error) { + if err != nil { + fmt.Printf("error %v connecting!") + os.Exit(1) + } + fmt.Println("Connection is made with %v", conn) +} +``` +下边也是一个使用net包从socket中打开，写入，读取数据的例子： + +示例 15.4 [socket.go](examples/chapter_15/socket.go) +```go +package main + +import ( + "fmt" + "io" + "net" +) + +func main() { + var ( + host = "www.apache.org" + port = "80" + remote = host + ":" + port + msg string = "GET / \n" + data = make([]uint8, 4096) + read = true + count = 0 + ) + // 创建一个socket + con, err := net.Dial("tcp", remote) + // 发送我们的消息，一个http GET请求 + io.WriteString(con, msg) + // 读取服务器的响应 + for read { + count, err = con.Read(data) + read = (err == nil) + fmt.Printf(string(data[0:count])) + } + con.Close() +} +``` +**练习 15.1** 编写新版本的客户端和服务器（client1.to / server1.go）： +* 增加一个检查错误的函数`checkError(error)`；讨论如下方案的利弊：为什么这个重构可能并没有那么理想？看看在示例15.14中它是如何被解决的 +* 使客户端可以通过发送一条命令SH来关闭服务器 +* 让服务器可以保存已经连接的客户端列表（他们的名字）；当客户端发送WHO指令的时候，服务器将显示如下列表： + +``` +This is the client list: 1:active, 0=inactive +User IVO is 1 +User MARC is 1 +User CHRIS is 1 +``` +注意：当服务器运行的时候，你无法编译/连接同一个目录下的源码来产生一个新的版本，因为`server.exe`正在被操作系统使用而无法被替换成新的版本。 + +下边这个版本的 simple_tcp_server.go 从很多方面优化了第一个tcp服务器的示例 server.go 并且拥有更好的结构，它只用了80行代码！ + +示例 15.5 [simple_tcp_server.go](examples/chapter_15/simple_tcp_server.go)： +```go +// Simple multi-thread/multi-core TCP server. +package main + +import ( + "flag" + "fmt" + "net" + "os" +) + +const maxRead = 25 + +func main() { + flag.Parse() + if flag.NArg() != 2 { + panic("usage: host port") + } + hostAndPort := fmt.Sprintf("%s:%s", flag.Arg(0), flag.Arg(1)) + listener := initServer(hostAndPort) + for { + conn, err := listener.Accept() + checkError(err, "Accept: ") + go connectionHandler(conn) + } +} +func initServer(hostAndPort string) *net.TCPListener { + serverAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", hostAndPort) + checkError(err, "Resolving address:port failed: '"+hostAndPort+"'") + listener, err := net.ListenTCP("tcp", serverAddr) + checkError(err, "ListenTCP: ") + println("Listening to: ", listener.Addr().String()) + return listener +} +func connectionHandler(conn net.Conn) { + connFrom := conn.RemoteAddr().String() + println("Connection from: ", connFrom) + sayHello(conn) + for { + var ibuf []byte = make([]byte, maxRead+1) + length, err := conn.Read(ibuf[0:maxRead]) + ibuf[maxRead] = 0 // to prevent overflow + switch err { + case nil: + handleMsg(length, err, ibuf) + case os.EAGAIN: // try again + continue + default: + goto DISCONNECT + } + } +DISCONNECT: + err := conn.Close() + println("Closed connection: ", connFrom) + checkError(err, "Close: ") +} +func sayHello(to net.Conn) { + obuf := []byte{'L', 'e', 't', '\'', 's', ' ', 'G', 'O', '!', '\n'} + wrote, err := to.Write(obuf) + checkError(err, "Write: wrote "+string(wrote)+" bytes.") +} +func handleMsg(length int, err error, msg []byte) { + if length > 0 { + print("<", length, ":") + for i := 0; ; i++ { + if msg[i] == 0 { + break + } + fmt.Printf("%c", msg[i]) + } + print(">") + } +} +func checkError(error error, info string) { + if error != nil { + panic("ERROR: " + info + " " + error.Error()) // terminate program + } +} +``` +>(**译者注：应该是由于go版本的更新，会提示os.EAGAIN undefined ,修改后的代码：[simple_tcp_server_v1.go](examples/chapter_15/simple_tcp_server_v1.go)**) + +都有哪些改进？ +（1）服务器地址和端口不再是硬编码，而是通过命令行传入参数并通过`flag`包来读取这些参数。这里使用了`flag.NArg()`检查是否按照期望传入了2个参数： +```go + if flag.NArg() != 2{ + panic("usage: host port") + } +``` +传入的参数通过`fmt.Sprintf`函数格式化成字符串 +```go + hostAndPort := fmt.Sprintf("%s:%s", flag.Arg(0), flag.Arg(1)) +``` +（2）在`initServer`函数中通过`net.ResolveTCPAddr`指定了服务器地址和端口，这个函数最终返回了一个`*net.TCPListener` +（3）每一个连接都会以携程的方式运行`connectionHandler`函数。这些开始于当通过`conn.RemoteAddr()`获取到客户端的地址 +（4）它使用`conn.Write`发送改进的go-message给客户端 +（5）它使用一个25字节的缓冲读取客户端发送的数据并一一打印出来。如果读取的过程中出现错误，代码会进入`switch`语句的`default`分支关闭连接。如果是操作系统的`EAGAIN`错误，它会重试。 +（6）所有的错误检查都被重构在独立的函数'checkError'中，用来分发出现的上下文错误。 + +在命令行中输入`simple_tcp_server localhost 50000`来启动服务器程序，然后在独立的命令行窗口启动一些client.go的客户端。当有两个客户端连接的情况下服务器的典型输出如下，这里我们可以看到每个客户端都有自己的地址： +``` +E:\Go\GoBoek\code examples\chapter 14>simple_tcp_server localhost 50000 +Listening to: 127.0.0.1:50000 +Connection from: 127.0.0.1:49346 +<25:Ivo says: Hi server, do y><12:ou hear me ?> +Connection from: 127.0.0.1:49347 +<25:Marc says: Do you remembe><25:r our first meeting serve><2:r?> +``` +net.Error： +这个`net`包返回错误的错误类型，下边是约定的写法，不过`net.Error`接口还定义了一些其他的错误实现，有些额外的方法。 +```go +package net + +type Error interface{ + Timeout() bool // 错误是否超时 + Temporary() bool // 是否是临时错误 +``` +通过类型断言，客户端代码可以用来测试`net.Error`，从而区分哪些临时发生的错误或者必然会出现的错误。举例来说，一个网络爬虫程序在遇到临时发生的错误时可能会休眠或者重试，如果是一个必然发生的错误，则他会放弃继续执行。 +```go +// in a loop - some function returns an error err +if nerr, ok := err.(net.Error); ok && nerr.Temporary(){ + time.Sleep(1e9) + continue // try again +} +if err != nil{ + log.Fatal(err) +``` + +## 链接 + +- [目录](directory.md) +- 上一节：[网络、模版与网页应用](15.0.md) +- 下一节：[一个简单的web服务器](15.2.md)