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Go語言七篇入門教程六網(wǎng)絡編程

更新時間：2021年11月09日 16:55:24 作者：小生凡一

這篇文章主要為大家介紹了Go語言的網(wǎng)絡編程，其中包含了Socket編程，Http編程以及RPC編程，本篇文章是Go語言七篇入門系列文章，有需要的朋友可以借鑒下

1. Socket 編程

在 Go 語言中編寫網(wǎng)絡程序時，我們將看不到傳統(tǒng)的編碼形式。以前我們使用 Socket 編程時，會按照如下步驟展開。

建立 Socket：使用 socket()函數(shù)。

綁定 Socket：使用 bind()函數(shù)。

監(jiān)聽：使用 listen()函數(shù)?；蛘哌B接：使用 connect()函數(shù)。

接受連接：使用 accept()函數(shù)。

接收：使用 receive()函數(shù)?；蛘甙l(fā)送：使用 send()函數(shù)。
Go 語言標準庫對此過程進行了抽象和封裝。無論我們期望使用什么協(xié)議建立什么形式的連接，都只需要調(diào)用 net.Dial()即可。

1.1 Dial()函數(shù)

Dial()函數(shù)的原型如下：

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

其中 net 參數(shù)是網(wǎng)絡協(xié)議的名字，addr 參數(shù)是IP 地址或域名，而端口號以:的形式跟隨在地址或域名的后面，端口號可選。如果連接成功，返回連接對象，否則返回 error。
我們來看一下幾種常見協(xié)議的調(diào)用方式。

TCP 鏈接：

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

UDP鏈接：

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

ICMP鏈接（使用協(xié)議名稱）：

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

ICMP鏈接（使用協(xié)議編號）：

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

在成功建立連接后，我們就可以進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。發(fā)送數(shù)據(jù)時，使用 conn 的Write()成員方法，接收數(shù)據(jù)時使用 Read()方法。

2. HTTP 編程

2.1 HTTP 客戶端

Go 內(nèi)置的 net/http 包提供了最簡潔的 HTTP 客戶端實現(xiàn)，我們無需借助第三方網(wǎng)絡通信庫（比如 libcurl）就可以直接使用 HTTP 中用得最多的 GET 和 POST 方式請求數(shù)據(jù)。

基本方法

net/http 包的 Client 類型提供了如下幾個方法，讓我們可以用最簡潔的方式實現(xiàn)HTTP 請求：

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)

下面概要介紹這幾個方法。

http.Get()

要請求一個資源，只需調(diào)用 http.Get()方法（等價于 http.DefaultClient.Get()）即可，示例代碼如下：

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

上面這段代碼請求一個網(wǎng)站首頁，并將其網(wǎng)頁內(nèi)容打印到標準輸出流中。

http.Post()

要以POST 的方式發(fā)送數(shù)據(jù)，也很簡單，只需調(diào)用 http.Post()方法并依次傳遞下面的 3 個參數(shù)即可：

請求的目標 URL將要 POST 數(shù)據(jù)的資源類型（MIMEType）數(shù)據(jù)的比特流（[]byte 形式）

下面的示例代碼演示了如何上傳一張圖片：

resp, err := http.Post("http://example.com/upload", "image/jpeg", &imageDataBuf)
if err != nil{ // 處理錯誤
	return
}
if resp.StatusCode != http.StatusOK {// 處理錯誤
	return
}

http.PostForm()

http.PostForm()方法實現(xiàn)了標準編碼格式為 application/x-www-form-urlencoded的表單提交。下面的示例代碼模擬 HTML 表單提交一篇新文章：

resp, err := http.PostForm("http://example.com/posts", url.Values{"title": 
{"article title"}, "content": {"article body"}})
if err != nil{ // 處理錯誤
	return
}

http.Head()

HTTP 中的 Head 請求方式表明只請求目標 URL 的頭部信息，即 HTTP Header 而不返回 HTTP
Body。Go 內(nèi)置的 net/http 包同樣也提供了 http.Head() 方法，該方法同 http.Get() 方法一樣，
只需傳入目標 URL 一個參數(shù)即可。下面的示例代碼請求一個網(wǎng)站首頁的 HTTP Header 信息：

resp, err := http.Head("http://baidu.com/")

(*http.Client).Do()

在多數(shù)情況下，http.Get()和 http.PostForm() 就可以滿足需求，但是如果我們發(fā)起的
HTTP 請求需要更多的定制信息，我們希望設定一些自定義的 Http Header 字段，比如：

設定自定義的"User-Agent"
傳遞 Cookie

此時可以使用 net/http 包 http.Client對象的 Do()方法來實現(xiàn)

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 服務端

2.2.1 處理 HTTP 請求

使用 net/http 包提供的 http.ListenAndServe() 方法，可以在指定的地址進行監(jiān)聽，開啟一個 HTTP，服務端該方法的原型如下：

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error

該方法用于在指定的 TCP 網(wǎng)絡地址 addr 進行監(jiān)聽，然后調(diào)用服務端處理程序來處理傳入的連接請求。該方法有兩個參數(shù)：第一個參數(shù) addr 即監(jiān)聽地址；第二個參數(shù)表示服務端處理程序，通常為空，這意味著服務端調(diào)用 http.DefaultServeMux 進行處理，而服務端編寫的業(yè)務邏輯處理程序 http.Handle() 或 http.HandleFunc() 默認注入 http.DefaultServeMux 中，具體代碼如下：

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 包還提供 http.ListenAndServeTLS() 方法，用于處理 HTTPS 連接請求：

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

ListenAndServeTLS()和ListenAndServe() 的行為一致，區(qū)別在于只處理 HTTPS 請求。此外，服務器上必須存在包含證書和與之匹配的私鑰的相關文件，比如 certFile 對應 SSL證書文件存放路徑，keyFile 對應證書私鑰文件路徑。如果證書是由證書頒發(fā)機構簽署的，certFile 參數(shù)指定的路徑必須是存放在服務器上的經(jīng)由 CA認證過的 SSL 證書。

3. RPC 編程

在 Go 中，標準庫提供的 net/rpc 包實現(xiàn)了 RPC 協(xié)議需要的相關細節(jié)，開發(fā)者可以很方便地使用該包編寫 RPC 的服務端和客戶端程序，這使得用 Go 語言開發(fā)的多個進程之間的通信變得非常簡單。

net/rpc 包允許 RPC 客戶端程序通過網(wǎng)絡或是其他 I/O 連接調(diào)用一個遠端對象的公開方法（必須是大寫字母開頭、可外部調(diào)用的）。在 RPC 服務端，可將一個對象注冊為可訪問的服務，之后該對象的公開方法就能夠以遠程的方式提供訪問。一個 RPC 服務端可以注冊多個不同類型的對象，但不允許注冊同一類型的多個對象。

一個對象中只有滿足如下這些條件的方法，才能被 RPC 服務端設置為可供遠程訪問：

必須是在對象外部可公開調(diào)用的方法（首字母大寫）；
必須有兩個參數(shù)，且參數(shù)的類型都必須是包外部可以訪問的類型或者是 Go 內(nèi)建支持的類型；
第二個參數(shù)必須是一個指針；
方法必須返回一個 error 類型的值。

以上 4 個條件，可以簡單地用如下一行代碼表示：

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

在上面這行代碼中，類型 T、T1 和 T2 默認會使用 Go 內(nèi)置的 encoding/gob 包進行編碼解碼。

該方法（MethodName）的第一個參數(shù)表示由 RPC 客戶端傳入的參數(shù)，第二個參數(shù)表示要返回給 RPC 客戶端的結果，該方法最后返回一個 error 類型的值。
RPC 服務端可以通過調(diào)用 rpc.ServeConn 處理單個連接請求。多數(shù)情況下，通過 TCP 或是 HTTP 在某個網(wǎng)絡地址上進行監(jiān)聽來創(chuàng)建該服務是個不錯的選擇。

3.1 Go 語言中的 RPC 支持與處理

在 Go 中，標準庫提供的net/rpc包實現(xiàn)了RPC 協(xié)議需要的相關細節(jié)，開發(fā)者可以很方便地使用該包編寫 RPC 的服務端和客戶端程序，這使得用 Go 語言開發(fā)的多個進程之間的通信變得非常簡單。

net/rpc 包允許 RPC 客戶端程序通過網(wǎng)絡或是其他 I/O 連接調(diào)用一個遠端對象的公開方法（必須是大寫字母開頭、可外部調(diào)用的）。在RPC服務端，可將一個對象注冊為可訪問的服務，之后該對象的公開方法就能夠以遠程的方式提供訪問。一個RPC服務端可以注冊多個不同類型的對象，但不允許注冊同一類型的多個對象。

一個對象中只有滿足如下這些條件的方法，才能被RPC服務端設置為可供遠程訪問：

必須是在對象外部可公開調(diào)用的方法（首字母大寫）；
必須有兩個參數(shù)，且參數(shù)的類型都必須是包外部可以訪問的類型或者是Go內(nèi)建支持的類型；
第二個參數(shù)必須是一個指針；
方法必須返回一個 error 類型的值。

以上 4 個條件，可以簡單地用如下一行代碼表示：

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

在上面這行代碼中，類型 T、T1 和 T2 默認會使用 Go 內(nèi)置的 encoding/gob 包進行編碼解碼。關于 encoding/gob 包的內(nèi)容，稍后我們將會對其進行介紹。

該方法（MethodName）的第一個參數(shù)表示由 RPC 客戶端傳入的參數(shù)，第二個參數(shù)表示要返回給 RPC 客戶端的結果，該方法最后返回一個 error 類型的值。

RPC 服務端可以通過調(diào)用 rpc.ServeConn 處理單個連接請求。多數(shù)情況下，通過 TCP 或是 HTTP 在某個網(wǎng)絡地址上進行監(jiān)聽來創(chuàng)建該服務是個不錯的選擇。

3.2 Gob 簡介

Gob 是 Go 的一個序列化數(shù)據(jù)結構的編碼解碼工具，在Go標準庫中內(nèi)置 encoding/gob包以供使用。一個數(shù)據(jù)結構使用 Gob進行序列化之后，能夠用于網(wǎng)絡傳輸。

與JSON或XML這種基于文本描述的數(shù)據(jù)交換語言不同，Gob是二進制編碼的數(shù)據(jù)流，并且 Gob 流是可以自解釋的，它在保證高效率的同時，也具備完整的表達能力。

作為針對 Go的數(shù)據(jù)結構進行編碼和解碼的專用序列化方法，這意味著 Gob 無法跨語言使用。在 Go 的 net/rpc 包中，傳輸數(shù)據(jù)所需要用到的編碼解碼器，默認就是 Gob。由于Gob 僅局限于使用 Go 語言開發(fā)的程序，這意味著我們只能用 Go 的 RPC 實現(xiàn)進程間通信。

然而，大多數(shù)時候，我們用Go編寫的 RPC 服務端（或客戶端），可能更希望它是通用的，與語言無關的，無論是 Python 、 Java 或其他編程語言實現(xiàn)的 RPC 客戶端，均可與之通信。

3.3 設計優(yōu)雅的 RPC 接口

Go 的 net/rpc 很靈活，它在數(shù)據(jù)傳輸前后實現(xiàn)了編碼解碼器的接口定義。這意味著，開發(fā)者可以自定義數(shù)據(jù)的傳輸方式以及 RPC 服務端和客戶端之間的交互行為。
RPC 提供的編碼解碼器接口如下：

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 定義了 RPC 客戶端如何在一個 RPC 會話中發(fā)送請求和讀取響應。客戶端程序通過 WriteRequest() 方法將一個請求寫入到 RPC 連接中，并通過ReadResponseHeader()和 ReadResponseBody() 讀取服務端的響應信息。當整個過程執(zhí)行完畢后，再通過 Close()方法來關閉該連接。

接口 ServerCodec 定義了 RPC 服務端如何在一個 RPC 會話中接收請求并發(fā)送響應。服務端程序通過ReadRequestHeader()和ReadRequestBody() 方法從一個 RPC 連接中讀取請求信息，然后再通過WriteResponse() 方法向該連接中的 RPC 客戶端發(fā)送響應。當完成該過程后，通過 Close()方法來關閉連接。

通過實現(xiàn)上述接口，我們可以自定義數(shù)據(jù)傳輸前后的編碼解碼方式，而不僅僅局限于Gob。同樣，可以自定義RPC服務端和客戶端的交互行為。實際上，Go 標準庫提供的 net/rpc/json包，就是一套實現(xiàn)了 rpc.ClientCodec 和rpc.ServerCodec 接口的 JSON-RPC 模塊。

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