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在 Go 中实现一个支持并发的 TCP 服务端

TCP 和 UDP 服务端随处可见，它们基于 TCP/IP 协议栈，通过网络为客户端提供服务。在这篇文章中，我将介绍如何使用 Go 语言开发一个用于返回随机数、支持并发的 TCP 服务端。对于每一个来自 TCP 客户端的连接，它都会启动一个新的 goroutine（轻量级线程）来处理相应的请求。

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你可以在 GitHub 上找到本项目的源码：concTcp.go。

这个程序的主要逻辑在 handleConnection 函数中，具体实现如下：

在 main 函数的实现部分，每当 TCP 服务端收到 TCP 客户端的连接请求，它都会启动一个新的 goroutine 来为这个请求提供服务。

首先， main 确保程序至少有一个命令行参数。注意，现有代码并没有检查这个参数是否为有效的 TCP 端口号。不过，如果它是一个无效的 TCP 端口号， net.Listen 就会调用失败，并返回一个错误信息，类似下面这样：

net.Listen 函数用于告诉 Go 接受网络连接，因而承担了服务端的角色。它的返回值类型是 net.Conn ，后者实现了 io.Reader 和 io.Writer 接口。此外， main 函数中还调用了 rand.Seed 函数，用于初始化随机数生成器。最后， for 循环允许程序一直使用 Accept 函数来接受 TCP 客户端的连接请求，并以 goroutine 的方式来运行 handleConnection(c) 函数，处理客户端的后续请求。

net.Listen 函数的第一个参数定义了使用的网络类型，而第二个参数定义了服务端监听的地址和端口号。第一个参数的有效值为 tcp 、 tcp4 、 tcp6 、 udp 、 udp4 、 udp6 、 ip 、 ip4 、 ip6 、 Unix （Unix 套接字）、 Unixgram 和 Unixpacket ，其中： tcp4 、 udp4 和 ip4 只接受 IPv4 地址，而 tcp6 、 udp6 和 ip6 只接受 IPv6 地址。

concTCP.go 需要一个命令行参数，来指定监听的端口号。当它开始服务 TCP 客户端时，你会得到类似下面的输出：

netstat 的输出可以确认 congTCP.go 正在为多个 TCP 客户端提供服务，并且仍在继续监听建立连接的请求：

在上面输出中，最后一行显示了有一个进程正在监听 8001 端口，这意味着你可以继续连接 TCP 的 8001 端口。第一行和第二行显示了有一个已建立的 TCP 网络连接，它占用了 8001 和 62556 端口。相似地，第三行和第四行显示了有另一个已建立的 TCP 连接，它占用了 8001 和 62554 端口。

下面这张图片显示了 concTCP.go 在服务多个 TCP 客户端时的输出：

类似地，下面这张图片显示了两个 TCP 客户端的输出（使用了 nc 工具）：

你可以在 维基百科上找到更多关于 nc （即 netcat ）的信息。

现在，你学会了如何用大约 65 行 Go 代码来开发一个生成随机数、支持并发的 TCP 服务端，这真是太棒了！如果你想要让你的 TCP 服务端执行别的任务，只需要修改 handleConnection 函数即可。

via:

作者：Mihalis Tsoukalos选题：lkxed译者：lkxed校对：wxy

如何在golang 中调用c的静态库或者动态库

Cgo 使得Go程序能够调用C代码. cgo读入一个用特别的格式写的Go语言源文件, 输出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go语言的程序包中.

举例说明一下. 下面是一个Go语言包, 包含了两个函数 -- Random 和 Seed -- 是C语言库中random和srandom函数的马甲.

package rand

/*

#include stdlib.h

*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

我们来看一下这里都有什么内容. 开始是一个包的导入语句.

rand包导入了"C"包, 但你会发现在Go的标准库里没有这个包. 那是因为C是一个"伪包", 一个为cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空间的一个引用.

rand 包包含4个到C包的引用: 调用 C.random和C.srandom, 类型转换 C.uint(i)还有引用语句.

Random函数调用libc中的random函数, 然后回返结果. 在C中, random返回一个C类型的长整形值, cgo把它轮换为C.long. 这个值必需转换成Go的类型, 才能在Go程序中使用. 使用一个常见的Go类型转换:

func Random() int { return int(C.random()) }

这是一个等价的函数, 使用了一个临时变量来进行类型转换:

func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }

Seed函数则相反. 它接受一个Go语言的int类型, 转换成C语言的unsigned int类型, 然后传递给C的srandom函数.

func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

需要注意的是, cgo中的unsigned int类型写为C.uint; cgo的文档中有完整的类型列表.

这个例子中还有一个细节我们没有说到, 那就是导入语句上面的注释.

/*

#include stdlib.h

*/ import "C"

Cgo可以识别这个注释, 并在编译C语言程序的时候将它当作一个头文件来处理. 在这个例子中, 它只是一个include语句, 然而其实它可以是使用有效的C语言代码. 这个注释必需紧靠在import "C"这个语句的上面, 不能有空行, 就像是文档注释一样.

Strings and things

与Go语言不同, C语言中没有显式的字符串类型. 字符串在C语言中是一个以0结尾的字符数组.

Go和C语言中的字符串转换是通过C.CString, C.GoString,和C.GoStringN这些函数进行的. 这些转换将得到字符串类型的一个副本.

下一个例子是实现一个Print函数, 它使用C标准库中的fputs函数把一个字符串写到标准输出上:

package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import "C" import "unsafe" func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }

在C程序中进行的内存分配是不能被Go语言的内存管理器感知的. 当你使用C.CString创建一个C字符串时(或者其它类型的C语言内存分配), 你必需记得在使用完后用C.free来释放它.

调用C.CString将返回一个指向字符数组开始处的指错, 所以在函数退出前我们把它转换成一个unsafe.Pointer(Go中与C的void 等价的东西), 使用C.free来释放分配的内存. 一个惯用法是在分配内存后紧跟一个defer(特别是当这段代码比较复杂的时候), 这样我们就有了下面这个Print函数:

func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }

构建 cgo 包

如果你使用goinstall, 构建cgo包就比较容易了, 只要调用像平常一样使用goinstall命令, 它就能自动识别这个特殊的import "C", 然后自动使用cgo来编译这些文件.

如果你想使用Go的Makefiles来构建, 那在CGOFILES变量中列出那些要用cgo处理的文件, 就像GOFILES变量包含一般的Go源文件一样.

rand包的Makefile可以写成下面这样:

include $(GOROOT)/src/Make.inc

TARG=goblog/rand

CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg

然后输入gomake开始构建.

更多 cgo 的资源

cgo的文档中包含了关于C伪包的更多详细的说明, 以及构建过程. Go代码树中的cgo的例子给出了更多更高级的用法.

一个简单而又符合Go惯用法的基于cgo的包是Russ Cox写的gosqlite. 而Go语言的网站上也列出了更多的的cgo包.

最后, 如果你对于cgo的内部是怎么运作这个事情感到好奇的话, 去看看运行时包的cgocall.c文件的注释吧.

如何配置go语言开发环境

1、下载go的zip文件。并且一定要把文件解压到c:\go目录下。

2、配置windows的高级环境变量。包括：GOROOT、GOOS、GOBIN、GOARCH。并且在path变量里面把c:\go\bin加入。以便可以在命令行直接运行go命令。

举例：我的机器：

GOPATH= c:\go;c:\go\src;F:\workspace\goSample01;

GOBIN=c:\go\bin;F:\workspace\goSample01\bin;

其中，c:\go是go的安装路径；

F:\workspace\goSample01是我写的go语言项目的工程目录；

F:\workspace\goSample01\bin是go语言项目的工程目录下的可执行文件路径;

3、在完成环境变量配置后，打开一个命令行窗口，直接输入go，然后回车，看看是否出现go的帮助信息。如果出现，那么go的基本环境就OK了。

注意：这个基本环境不包含开发工具，也不能直接编译带C代码的go程序。

4、(可选)为了支持Import远程包，最好装个gomingw。下载地址：。如果下的是压缩包，请把它解压到C盘。例如，C:\gowin-env。里面有个Console.bat是以后使用go get的环境。举例：有个文件a.go,里面import(

"fmt"

"github.com/astaxie/beedb"

_ "github.com/ziutek/mymysql/godrv"

为了编译该a.go文件，需要启动Console.bat，然后在该命令行窗口，进入c:\go\src目录下，执行go getgithub.com/astaxie/beedb

Go get github.com/ziutek/mymysql/godrv .

Go会自动下载该远程包并编译和安装这些包。

配置goclipse（可选）

（如果不喜欢eclipse开发工具，请跳过这个配置。）

1、下载并安装goclipse插件。Goclipse是go语言for eclipse的插件，下载地址：

2、启动eclipse并创建go项目。然后写个最简单的helloworld.go文件，并运行。代码如下：

packagemainimport"fmt"func main(){ fmt.Printf("hello, world")}

配置gocode（可选）

如果不需要go语法辅助和eclipse里面的（按ALT+/）弹出go语言自动辅助功能，请跳过这个配置。

1、下载gocode的zip文件，解压后放在go的bin目录下。

2、下载并安装Git软件。并且在path里面配置git的执行路径。例如c:\git\bin

3、在命令行执行：go build .\gocode。如果一切正常，那么将会编译生成一个gocode.exe文件在go的bin目录下。如果编译失败，那么就转第4步。

4、如果第3步直接编译gocode源文件成功，那就直接到第5步。否则，就需要通过git下载gocode源文件，然后再编译。在命令行执行：go get -u github.com/nsf/gocode 。就会生成gocode.exe文件。

5、在goclipse插件里面指定gocode的路径。就可以在elcipse里面调用gocode来帮助写编码了。

从开发工具这块看，go语言还不够成熟，开发工具都还不完善，有待改进。

下载go-tour教程源代码（可选）

Google有个在线运行go语言的教程（），很不错。支持在web上直接运行大部分的go程序，想了解这个教程的源代码的朋友可以通过以下方式获取。如果没兴趣，可以跳过这个步骤。

1、下载安装Mercurial软件。

2、在命令行下输入：

hg clone

这个URL是我从google的go-tour源代码的一个clone。作为测试用的。如果把http改成https协议，下载就会失败。搞不懂。

编译带调用C代码的go文件（可选）

1、为了在windows下编译带C代码的go程序，你首先需要下载并安装MinGW或者Cygwin。

2、首选安装MinGW。在安装MinGW之后，记得要把MinGW安装目录\bin路径设置在path环境变量里面，以便能在dos窗口下直接调用gcc。

3、下载一个gowin-env。下载地址：gowin-env。下载后解压到某个目录下，例如：C:\gowin-env. 然后，编辑go-env.bat。配置相关的go参数。例如，我的配置是：

set GOARCH=386

set GOOS=windows

set GOROOT=c:\go

set GOBIN=%GOROOT%\bin

set GOPATH=%GOROOT%;F:\workspace\goSample01;

设置好go-env.bat后，就可以点击Console.bat来启动编译和运行窗口。

4、编写一个带C代码的go程序。例如，testc.go

5、编译

例如：

go build -compiler gccgo test_c.go

运行调用C代码的go文件（可选）

1、testc.go.

创建rand目录，然后在rand里面创建testc.go. 代码如下：

package rand

/*

//

#include stdio.h

*/

import "C"

func PrintHello() {

C.puts(C.CString("Hello, world\n"))

}

2、a.go

在rand下创建a.go.代码如下：

package rand

import "fmt"

func SayHello(name string){

fmt.Println(name)

}

3、test_import.go

在rand的上一级创建test_import.go。代码如下：

package main

import "./rand"

func main(){

rand.SayHello("tom")

rand.PrintHello()

}

4、运行test_import.go

go run test_import.go

在测试其它几个C代码的时候，发现windows版本的cgo还有些编译问题，同样的代码转移到苹果的XCODE下就没有问题。后来终于发现原因了，原来有些例子是unix平台下的，而在windows平台下，方法名和参数需要做调整。

例如：下面代码在windows下编译报一堆错误。

package rand

/*

#include stdlib.h

*/

import "C"

func Random() int {

return int(C.random())

}

func Seed(i int) {

C.srandom(C.uint(i))

}

这里需要把return int(C.random()) 修改为“return int(C.rand())”

C.srandom(C.uint(i))修改为“C.srand(C.uint(i))”编译就OK了。

go是什么编程语言？主要应用于哪些方面？

Go语言由Google公司开发，并于2009年开源，相比Java/Python/C等语言，Go尤其擅长并发编程，性能堪比C语言，开发效率肩比Python，被誉为“21世纪的C语言”。

Go语言在云计算、大数据、微服务、高并发领域应用应用非常广泛。BAT大厂正在把Go作为新项目开发的首选语言。

Go语言能干什么?

1、服务端开发：以前你使用C或者C++做的那些事情，用Go来做很合适，例如日志处理、文件系统、监控系统等;

2、DevOps：运维生态中的Docker、K8s、prometheus、grafana、open-falcon等都是使用Go语言开发;

3、网络编程：大量优秀的Web框架如Echo、Gin、Iris、beego等，而且Go内置的 net/http包十分的优秀;

4、Paas云平台领域：Kubernetes和Docker Swarm等;

5、分布式存储领域：etcd、Groupcache、TiDB、Cockroachdb、Influxdb等;

6、区块链领域：区块链里面有两个明星项目以太坊和fabric都使用Go语言;

7、容器虚拟化：大名鼎鼎的Docker就是使用Go语言实现的;

8、爬虫及大数据：Go语言天生支持并发，所以十分适合编写分布式爬虫及大数据处理。