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30天学会Go–第5天 GO语言 网络编程

前言

网络编程是现代软件开发的重要组成部分，几乎所有的应用程序都需要通过网络进行通信。Go 语言内置了强大的 net 和 net/http 标准库，提供了简单易用且高效的网络编程支持。今天我们将学习如何使用 Go 进行网络编程，包括 TCP、UDP 和 HTTP 通信。

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30天学会GO–第4天 GO语言 错误处理与文件操作：30天学会Go–第4天 GO语言 错误处理与文件操作-CSDN博客

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一、Go 网络编程基础

在正式开始编写代码之前，先了解一些基础概念：

1.1 网络通信协议

• TCP（Transmission Control Protocol）：面向连接的可靠传输协议，适用于需要保证数据完整性的场景，例如文件传输、聊天应用等。
• UDP（User Datagram Protocol）：无连接的传输协议，速度快但不保证数据可靠性，适用于实时性要求高的场景，例如视频流、在线游戏等。
• HTTP（HyperText Transfer Protocol）：基于 TCP 的应用层协议，主要用于 Web 开发和 RESTful API 通信。

1.2 Socket 编程

Socket 是网络通信的抽象接口，应用程序可以通过 Socket 发送和接收数据。Go 提供了 net 包来支持 Socket 编程。

对于 Socket 编程，你应该了解这些：

1.2.1 IP 地址

• 标识网络中的设备。
• 常见的 IP 地址格式：
  • IPv4：如 192.168.1.1
  • IPv6：如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

1.2.2 端口号

• 用于标识设备上的具体应用程序。
• 范围：0-65535，其中：
  • 0-1023 是系统保留端口（如 HTTP 的端口 80）。
  • 1024-49151 是注册端口。
  • 49152-65535 是动态端口。

1.2.3 Socket 的工作流程

1. 服务端：
   • 创建 Socket。
   • 绑定 IP 和端口。
   • 监听客户端连接。
   • 接受客户端连接。
   • 处理数据通信。
2. 客户端：
   • 创建 Socket。
   • 连接到服务端。
   • 处理数据通信。

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二、TCP 编程

TCP 是一种可靠的、面向连接的协议，适用于需要稳定数据传输的场景。

2.1 TCP 服务端

TCP 服务端的基本流程：

1. 创建监听器，监听指定的 IP 和端口。
2. 等待客户端连接。
3. 接受连接并处理通信。
4. 关闭连接。

示例代码

package mainimport ("bufio""fmt""net"
)func main() {// 1. 创建 TCP 监听器// net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")// 1. tcp 表示使用网络协议是tcp// 2. 0.0.0.0:8888 表示在本地监听 8888端口,支持ipv4和ipv6listener, err := net.Listen("tcp", ":8080")if err != nil {fmt.Println("Error starting server:", err)return}defer listener.Close() // 延时关闭listenfmt.Println("TCP server is listening on port 8080...")// 循环等待客户端来链接for {// 2. 接受客户端连接conn, err := listener.Accept()if err != nil {fmt.Println("Error accepting connection:", err)continue}fmt.Println("Client connected:", conn.RemoteAddr())// 3. 使用一个协程处理客户端连接go handleConnection(conn)}
}func handleConnection(conn net.Conn) {// 延时关闭conndefer conn.Close()reader := bufio.NewReader(conn) // bufio.NewReader(conn) 将 conn（TCP 连接）包装成一个缓冲读取器for {// 读取客户端发送的数据message, err := reader.ReadString('\n') // 需要确保客户端发送的数据以换行符结尾，否则读取会一直阻塞if err != nil {fmt.Println("Connection closed by client:", conn.RemoteAddr())return}fmt.Printf("Received: %s", message)// 回复客户端conn.Write([]byte("Message received: " + message))}
}

2.2 TCP 客户端

TCP 客户端的基本流程：

1. 连接到服务端。
2. 发送数据。
3. 接收服务端的响应。
4. 关闭连接。

示例代码

package mainimport ("bufio""fmt""net""os"
)func main() {// 1. 连接到服务端conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8080")if err != nil {fmt.Println("Error connecting to server:", err)return}defer conn.Close()fmt.Println("Connected to server")// 2. 向服务端发送数据go func() {for {reader := bufio.NewReader(os.Stdin) // 从标准输入（os.Stdin）中读取用户输入的数据fmt.Print("Enter message: ")message, _ := reader.ReadString('\n') // ReadString(delim) 或 ReadBytes(delim) 读取数据，直到遇到指定的分隔符。conn.Write([]byte(message))  // 用于将数据写入连接（例如 TCP 连接、UDP 连接等）}}()// 3. 接收服务端的响应serverReader := bufio.NewReader(conn)for {response, err := serverReader.ReadString('\n')if err != nil {fmt.Println("Server closed connection")return}fmt.Printf("Server response: %s", response)}
}

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三、UDP 编程

UDP 是一种无连接的协议，适合需要快速传输但不要求数据可靠性的场景。

3.1 UDP 服务端

UDP 服务端的基本流程：

1. 创建一个 UDP 地址。
2. 开启监听。
3. 接收客户端发送的数据。
4. 回复客户端。

示例代码

package mainimport ("fmt""net"
)func main() {// 创建 UDP 地址addr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", ":8080")if err != nil {fmt.Println("Error resolving address:", err)return}// 创建 UDP 连接conn, err := net.ListenUDP("udp", addr)if err != nil {fmt.Println("Error starting UDP server:", err)return}defer conn.Close()fmt.Println("UDP server is listening on port 8080...")// 接收数据buffer := make([]byte, 1024)for {n, clientAddr, err := conn.ReadFromUDP(buffer)if err != nil {fmt.Println("Error reading from UDP:", err)continue}fmt.Printf("Received from %s: %s\n", clientAddr, string(buffer[:n]))// 回复客户端_, err = conn.WriteToUDP([]byte("Message received"), clientAddr)if err != nil {fmt.Println("Error writing to UDP:", err)}}
}

3.2 UDP 客户端

UDP 客户端的基本流程：

1. 创建 UDP 地址。
2. 发送数据到服务端。
3. 接收服务端的响应。

示例代码

package mainimport ("fmt""net"
)func main() {// 创建 UDP 地址serverAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", "localhost:8080")if err != nil {fmt.Println("Error resolving address:", err)return}// 创建 UDP 连接conn, err := net.DialUDP("udp", nil, serverAddr)if err != nil {fmt.Println("Error connecting to server:", err)return}defer conn.Close()// 发送数据message := "Hello, UDP server!"_, err = conn.Write([]byte(message))if err != nil {fmt.Println("Error sending data:", err)return}fmt.Println("Message sent:", message)// 接收数据buffer := make([]byte, 1024)n, _, err := conn.ReadFromUDP(buffer)if err != nil {fmt.Println("Error reading from server:", err)return}fmt.Printf("Server response: %s\n", string(buffer[:n]))
}

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四、HTTP 编程

HTTP 是基于 TCP 的应用层协议，Go 的 net/http 包提供了强大的 HTTP 服务支持。

4.1 HTTP 服务端

示例代码

package mainimport ("fmt""net/http"
)func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {fmt.Fprintf(w, "Hello, World!")
}func main() {// 注册路由http.HandleFunc("/", helloHandler)// 启动服务fmt.Println("HTTP server is running on http://localhost:8080")http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

4.2 HTTP 客户端

示例代码

package mainimport ("fmt""io/ioutil""net/http"
)func main() {// 发起 GET 请求resp, err := http.Get("http://localhost:8080")if err != nil {fmt.Println("Error making GET request:", err)return}defer resp.Body.Close()// 读取响应body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)fmt.Println("Response from server:", string(body))
}

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五、总结

• TCP 适合需要可靠传输的场景。
• UDP 适合需要快速传输的场景。
• HTTP 是基于 TCP 的高级协议，适用于 Web 开发。