TCP/IP

网络是分布式系统之间通信的媒介，掌握网络编程自然变成了程序猿们居家旅行必备技能之一了，与直接使用应用层的 http 协议不同，我们一般使用传输层的协议例如 tcp 进行编程，掌握好了 tcp 编程，我们甚至能写一套类似http 这样的应用层协议，是不是很兴奋呢，那今天就让我们从最简单的例子出发，掌握 tcp/ip 编程的精髓吧。

一般来说大部分网络通信模型是 c/s 模型，也有部分是 p2p 模型，今天我们先了解一下 c/s 模型的编程使用吧。

客户端要想与服务器通信，前提必须是服务器已经启动并且监听了某个端口了。如果服务器没有监听而客户端直接连接的话，就会报类似下面这样的错误：

dial tcp 127.0.0.1:8080: connect: connection refused

也就是说，服务器端要调用 net.Listen 接口对特定端口进行监听，监听会返回一个 Listener ，服务器一旦监听到来自客户端的请求，就会调用 Accept 来接受该请求，Accept 会返回一个 net.Conn ，以后服务器就可以使用 net.Conn 与客户端进行通信。

type Listener interface {
    Accept() (Conn, error)
    Close() error
    Addr() Addr
}

type Conn interface {
    Read(b []byte) (n int, err error)
    Write(b []byte) (n int, err error)
    Close() error
    LocalAddr() Addr
    RemoteAddr() Addr
    SetDeadline(t time.Time) error
    SetReadDeadline(t time.Time) error
    SetWriteDeadline(t time.Time) error
}

server.go

一般来说，服务器需要处理来自多个客户端的请求，所以我们使用goroutine来处理不同客户端的请求，这样就达到一个并发的目的。

服务器处理客户端请求的主要的流程如下：
Listen => Accept => Read & Write => Close 。

package main 

import (
    "log"
    "net"
    "fmt"
    "bufio"
    "strings"
)

func main() {
    fmt.Println("Launching server...")

    l, err := net.Listen("tcp", ":8080")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer l.Close()

    for {
        conn, err := ln.Accept()
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        go handleConn(conn)
    }
}

func handleConn(c net.Conn) {
    for {
        m, _ := bufio.NewReader(c).ReadString('\n')
        fmt.Print("Message Received:", string(m))
        newMsg := strings.ToUpper(m)
        c.Write([]byte(newMsg + "\n"))
    } 
}

client.go

一般来说连接都是由客户端主动发起的，客户端调用 net.Dial 向服务器发起连接行为，在正常情况下，则也返回一个 net.Conn ，注意到客户端和服务器都是通过 net.Conn 进行通信的，linux基础好的同学，就知道它的本质就是一个套接字（socket），而套接字的本质则是一个文件，所以我们可以对待正常文件一样去使用它，例如使用 fmt.Fprintf 来对套接字写入数据。

主要的流程如下：
Dial => Read & Write => Close 。

package main

import (
    "os"
    "log"
    "net"
    "fmt"
    "bufio"
)

func main() {
    c, e := net.Dial("tcp", "localhost:8080")
    if e != nil {
        log.Fatal(e)
    }
    reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
    for {
        fmt.Print("Text to send: ")
        text, err := reader.ReadString('\n')
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        fmt.Fprintf(c, text + "\n")
        m, e := bufio.NewReader(c).ReadString('\n')
        if e != nil {
            log.Fatal(e)
        }
        fmt.Print("Message from server: " + m)
    }
}

运行

先对两个源文件进行编译。

$ go build *.go

在一个命令行中输入：

$ ./server

在另一个命令行中输入：

$ ./client