GO語言TCP程式設計正規化

2021-08-14 07:05:06 字數 3433 閱讀 9673

一直用go編寫tcp、http、websocket伺服器,得空總結一些簡單的正規化,供參考。**在github上都可以看到。

之前用c++寫tcp server,一般兩種模式:

- 1個listener執行緒 + n個processor執行緒

- 通過reuseport機制,n個listener執行緒,tcp包的處理可以直接在listener執行緒中做,也可以起processor執行緒處理。

用go寫tcp的server,做併發簡單多了,因為goroutine比執行緒輕量很多,在一定的併發下,建立以及銷毀乙個goroutine的效能損耗可以不用過多的考慮。所以通常的做法是:乙個listener goroutine,來了新連線就啟動兩個goroutine,乙個負責讀乙個負責寫。至於其他的邏輯處理,可以在讀的goroutine中處理,也可以在其他業務邏輯的goroutine中處理。

我的這個正規化中,先定義個處理tcp包的handler

type messagehandler struct 

func (this *messagehandler)waitingforread()

func (this *messagehandler)waitingforwrite()

tcp server的**片段一般如下:

serveraddr, err := net.resolvetcpaddr("tcp", hostandport)

if err != nil

listener, err := net.listentcp("tcp", serveraddr)

if err != nil

log.printf("start tcp server %s\n", hostandport)

for

handler := newmessagehandler(conn)

go handler.waitingforread()

go handler.waitingforwrite()

}}

每乙個新的連線,new乙個messagehandler,然後分別啟動乙個讀和寫的goroutine來等待socket的讀寫事件。

一般我們都要定義好服務端跟客戶端之間的協議,封好應用層的包寫到socket中。但是tcp是流式傳輸位元組流,通過tcp傳輸資料,存在粘包情況,例如:一端write兩個包,另一端某次read,可能read到0.5個包,也有可能read到1.5個包。所以對於tcp的讀,需要判斷什麼時候讀到了完整的應用層包。一般做法有兩個:

- 每乙個應用層的包以特定字串結尾,比如」/r/n/r/n」。

這樣的話,read的時候需要對讀到的每乙個字串做比較,以判斷是否到了結束符。這個字串比較也是不小的開銷。

- 將應用層的包設計成head+body樣式,比如head為固定的2個位元組,表示body的長度。read的時候,先取2個位元組,解析出body的長度,然後再取該長度的位元組流解析出body。

這種做法,read的時候,需要知道約定的訊息格式,**中socket的讀需要跟應用層的協議耦合在一起。但是避免了頻繁的字串比較,所以我們一般都選擇這種做法。

比如我們約定訊息格式如下:

8

162432|

----

----

|---

----

-|--

----

--|-

----

---|

|bodylen

|magic||

----

----

|---

----

-|--

----

--|-

----

---|

|seq||

----

----

|---

----

-|--

----

--|-

----

---|

|body||

|

那read的**如下:

func (this *messagehandler)waitingforread()

if bodylen ==0

needread = int(bodylen) - (endpos - startpos -8)

log.printf("startpos:%d, endpos:%d, bodylen:%d, magic:%d, seq:%d, needread:%d", startpos, endpos, bodylen, magic, seq, needread)

if needread >0 else

startpos += int(bodylen) +8

bodylen =0

needread =0

if startpos == endpos }}

//[注釋4]迴圈處理完後,如果緩衝區中還有剩餘的資料未處理,則挪到緩衝區最左端,避免緩衝區滿無法再讀資料

if startpos < endpos && startpos >0

case syscall.errno(0xb): // try again

log.printf("read need try again\n")

continue

default:

log.printf("read error %s\n", err.error())

goto disconnect}}

disconnect:

//......

}

這裡有幾處可能存在問題:

-[注釋1]的地方,緩衝區應該根據實際設定大一點,粘包情況還是比較頻繁的。

-[注釋2]的地方,這裡用簡單的阻塞read。也可以用io.readfull,每次讀滿一定的位元組,比如先讀8個位元組的head,解析出body長度,再讀出該長度的資料處理,這樣不存在邊界問題。但是跟read相比,可能會多出很多readfull的系統呼叫。因為如果對端資料比較頻繁,read可以一次從緩衝區讀出多個應用層包的資料。

-[注釋3]的地方,要特別注意,slice作為傳參只是傳的引用,緩衝區的資料可能被覆蓋,所以如果handlemessage是在其他goroutine中處理,一定要先把資料copy出去,否則極有可能前乙個包的資料被覆蓋造成解包錯誤。

-[注釋4]的地方,涉及到緩衝區移動資料,太頻繁的readat呼叫可能有效能損耗。可以採用環形緩衝區減少位元組移動,或者在大緩衝區情況下,當緩衝區快到右邊邊界時才挪動資料。

以上幾點有興趣的童鞋可以自己改進。具體**例項如下:tcpserver

client端的**讀寫部分可以參考server部分的**,這裡就不做過多描述。具體**例項如下:tcpclient

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