服务端程序
服务端程序中包含4个goroutine,分别是一个主goroutine和广播(broadcaster),每一个连接里面又包含一个来连接处理(handleConn)goroutine 和一个客户写入(clientwriter)goroutine。广播器(broadcaster)是用于如何使用 select 的一个规范说明,因为它需要对三种不同的消息进行响应。主 goroutine 的工作是监听端口,接受连接客户端的网络连接,对每一个连接,它将创建一个新的 handleConn goroutine。
完整的实例代码
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"log"
"net"
)
func main() {
listener, err := net.Listen("tcp", "localhost:8001")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
go broadcaster()
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
log.Print(err)
continue
}
go hanleConn(conn)
}
}
type client chan<- string //对外发送消息的通道
var (
entering = make(chan client)
leaving = make(chan client)
messages = make(chan string) //所有连接的客户端
)
func broadcaster() {
clients := make(map[client]bool)
for {
select {
case msg := <-messages:
//把所有接收到的消息广播给所有客户端
//发送消息通道
for cli := range clients {
cli <- msg
}
case cli := <-entering:
clients[cli] = true
case cli := <-leaving:
delete(clients, cli)
close(cli)
}
}
}
func hanleConn(conn net.Conn) {
ch := make(chan string)
go clientWriter(conn, ch)
who := conn.RemoteAddr().String()
ch <- "欢迎" + who
messages <- who + "上线"
entering <- ch
input := bufio.NewScanner(conn)
for input.Scan() {
messages <- who + ":" + input.Text()
}
//注意:忽略input.Err()中可能的错误
leaving <- ch
messages <- who + "下线"
conn.Close()
}
func clientWriter(conn net.Conn, ch <-chan string) {
for msg := range ch {
fmt.Fprintln(conn, msg) //注意,忽略网络层面的错误
}
}
代码中main函数里写的代码非常简单,其实服务器要做的事情总结写一下无非就获得listener对象,然后不停的获取链接上来的conn对象,最后把这些对象丢给处理链接函数去进行处理,在使用 handleConn 方法处理 conn 对象的时候,对不同的链接都启一个 goroutine 去并发处理每个 conn 这样则无需等待。由于要给所有在线的用户发送消息,而不同用户的 conn 对象都在不同的 goroutine 里面,但是Go语言中有 channel 来处理各不同 goroutine 之间的消息传递,所以在这里我们选择使用 channel 在各不同的 goroutine 中传递广播消息。
下面来介绍一下 broadcaster 广播器,它使用局部变量 clients 来记录当前连接的客户集合,每个客户唯一被记录的信息是其对外发送消息通道的 ID,下面是细节:
type client chan<- string //对外发送消息的通道
var (
entering = make(chan client)
leaving = make(chan client)
messages = make(chan string) //所有连接的客户端
)
func broadcaster() {
clients := make(map[client]bool)
for {
select {
case msg := <-messages:
//把所有接收到的消息广播给所有客户端
//发送消息通道
for cli := range clients {
cli <- msg
}
case cli := <-entering:
clients[cli] = true
case cli := <-leaving:
delete(clients, cli)
close(cli)
}
}
}
在main函数里面使用Goroutine开启了一个broadcaster函数来负责广播所有用户发送的消息
这里使用一个字典来保存用户 clients,字典的 key 是各连接申明的单向并发队列。
使用一个selsect开启一个多路复用:
每当有广播消息从messages发送出来,都会循环clients对里面的每个channel发消息。
每当有消息从entering里面发送过来,就生成一个新的key-value,相当于给clients里面增加一个新的client.
每当有消息从leaving里面发送过来,就删掉这个key-value对,并关闭对应的channel。
下面再来看一下每个客户自己goroutine.
handleConn 函数创建一个对外发送消息的新通道,然后通过 entering 通道通知广播者新客户到来,接着它读取客户发来的每一行文本,通过全局接收消息通道将每一行发送给广播者,发送时在每条消息前面加上发送者 ID 作为前缀。一旦从客户端读取完毕消息,handleConn 通过 leaving 通道通知客户离开,然后关闭连接。
func hanleConn(conn net.Conn) {
ch := make(chan string)
go clientWriter(conn, ch)
who := conn.RemoteAddr().String()
ch <- "欢迎" + who
messages <- who + "上线"
entering <- ch
input := bufio.NewScanner(conn)
for input.Scan() {
messages <- who + ":" + input.Text()
}
//注意:忽略input.Err()中可能的错误
leaving <- ch
messages <- who + "下线"
conn.Close()
}
hanleConn函数会为每个过来处理的conn都创建一个新的channel,开启一个新的goroutine去把发送给这个channel的消息写进conn。
hanleConn函数的执行过程可以简单总结如下几个步骤:
1、获取链接过来的ip地址和端口号;
2、把欢迎信息写进channel返回给客户端;
3、生成一条广播消息写进messages里面;
4、把这个channel加入到客户端集合,也就是entering<-ch;
5、监听客户端con里写的数据,每列扫描到一条就将这条消息发送到广播channel中;
6、如果关闭客户端,那么把队列离开写入leaving 交给广播函数去删除这个客户端并关闭客户端;
7、广播通知其他客户端该关闭的客户端已关闭;
8、最后关闭这个客户端的连接Conn.Close()。
客户端程序
package main
import (
"io"
"log"
"net"
"os"
)
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8001")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
done := make(chan struct{})
go func() {
io.Copy(os.Stdout, conn) //注意:忽略错误
log.Println("done")
done <- struct{}{} //向Goroutinue发出信号
}()
mustCopy(conn, os.Stdin)
conn.Close()
<-done //等待后代goroutinue完成
}
func mustCopy(dst io.Writer, src io.Reader) {
if _, err := io.Copy(dst, src); err != nil {
log.Fatal(err)
}
}
当有n个客户session在连接的时候,程序并发运行着2n+2个相互通信的goroutine,它不需要隐式的枷锁操作。Clients map限制在广播器这一个goroutine中被访问,所以不会并发访问它,唯一被多个goroutine共享的变量是通道以及net.Conn的实例,他们又多是并发安全的。