《Go 简易速速上手小册》第8章：网络编程（2024 最新版）

江帅帅2024-02-18 23:49

文章目录

8.1 HTTP 客户端与服务端编程 - Go 语言的网络灯塔与探航船

8.1.1 基础知识讲解

在Go语言的广阔海域中，HTTP客户端与服务端编程是连接世界的桥梁。Go通过其标准库提供了强大而灵活的工具，使得构建HTTP服务和发起HTTP请求变得简单直接。

服务端编程

Go的http包提供了构建HTTP服务的必要工具。通过定义处理函数并将其注册到路由上，Go应用可以响应各种HTTP请求：

go 复制代码 
http.HandleFunc("/greeting", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprint(w, "Hello, Go Navigator!")
})
http.ListenAndServe(":8080", nil)

这段代码启动了一个HTTP服务，监听8080端口，并对/greeting路径的请求返回问候信息。

客户端编程

同样地，Go的http包也支持发起HTTP请求。这允许Go应用作为客户端，与其他HTTP服务进行交互：

go 复制代码 
resp, err := http.Get("https://api.example.com/data")
if err != nil {
    log.Fatalf("Cannot retrieve data: %v", err)
}
defer resp.Body.Close()
// 解析响应体...

这段代码向https://api.example.com/data发起GET请求，并处理返回的响应。

8.1.2 重点案例：简易博客服务

在这个扩展案例中，我们将构建一个简易的博客服务，该服务将支持文章的创建和列出所有文章的功能。此外，我们将提供一个简单的客户端示例，展示如何与这个服务进行交云。

服务端实现

我们的服务端将提供两个HTTP端点：一个用于接收新文章的提交（POST请求），另一个用于获取所有文章的列表（GET请求）。

go 复制代码 
// blogserver/main.go

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "sync"
)

type Article struct {
    ID      int    `json:"id"`
    Title   string `json:"title"`
    Content string `json:"content"`
}

var (
    articles []Article
    mu       sync.Mutex
    nextID   = 1
)

func postArticleHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    var article Article
    if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&article); err != nil {
        http.Error(w, "Invalid request body", http.StatusBadRequest)
        return
    }

    mu.Lock()
    article.ID = nextID
    nextID++
    articles = append(articles, article)
    mu.Unlock()

    w.WriteHeader(http.StatusCreated)
    json.NewEncoder(w).Encode(article)
}

func listArticlesHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    json.NewEncoder(w).Encode(articles)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/articles", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        switch r.Method {
        case "GET":
            listArticlesHandler(w, r)
        case "POST":
            postArticleHandler(w, r)
        default:
            w.WriteHeader(http.StatusMethodNotAllowed)
        }
    })

    fmt.Println("Blog server started on :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

客户端实现

客户端代码将展示如何发起请求以创建新文章，以及如何获取文章列表。

go 复制代码 
// blogclient/main.go

package main

import (
    "bytes"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "net/http"
)

func createArticle(title, content string) {
    article := map[string]string{
        "title":   title,
        "content": content,
    }
    articleJSON, _ := json.Marshal(article)

    resp, err := http.Post("http://localhost:8080/articles", "application/json", bytes.NewBuffer(articleJSON))
    if err != nil {
        fmt.Println("Error creating article:", err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    fmt.Println("Create Article Response:", string(body))
}

func getArticles() {
    resp, err := http.Get("http://localhost:8080/articles")
    if err != nil {
        fmt.Println("Error fetching articles:", err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    fmt.Println("Articles List:", string(body))
}

func main() {
    createArticle("Go Concurrency", "Understanding Goroutines and Channels")
    createArticle("Go Web Programming", "Building Web Apps with Go")

    getArticles()
}

这个简易的客户端示例首先创建两篇文章，然后获取并打印所有文章的列表。

运行示例

  1. 启动服务端 ：在blogserver目录下运行go run main.go，启动博客服务。
  2. 运行客户端 ：在blogclient目录下运行go run main.go，通过客户端与服务端交互。

通过本案例，我们探索了如何使用Go的http包来构建一个简单的HTTP服务端和客户端。这个简易博客服务的实现展示了Go在网络编程领域的强大能力，提供了对HTTP请求的处理和响应的清晰示例。继续利用Go构建更多网络应用，探索更广阔的编程海洋吧！

8.1.3 拓展案例 1：增加文章评论功能

在我们的简易博客服务中，增加文章评论功能将使读者能够对文章进行互动。这要求我们在服务端添加新的逻辑来接收、存储和展示评论。

功能描述

  1. 接收评论：允许用户对特定文章添加评论。
  2. 存储评论：将评论与对应的文章关联存储。
  3. 展示评论：在请求文章详情时，一并返回其评论。

服务端实现

首先，我们需要在服务端扩展我们的数据模型和HTTP处理函数，以支持评论功能：

go 复制代码 
// blogserver/main.go

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "sync"
)

type Article struct {
    ID      int       `json:"id"`
    Title   string    `json:"title"`
    Content string    `json:"content"`
    Comments []string `json:"comments,omitempty"`
}

var (
    articles []Article
    mu       sync.Mutex
    nextID   = 1
)

// 新增添加评论的处理函数
func addCommentHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    articleID := r.URL.Query().Get("id")
    var comment string
    if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&comment); err != nil {
        http.Error(w, "Invalid request body", http.StatusBadRequest)
        return
    }

    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    for i, article := range articles {
        if article.ID == articleID {
            articles[i].Comments = append(articles[i].Comments, comment)
            json.NewEncoder(w).Encode(article)
            return
        }
    }

    http.Error(w, "Article not found", http.StatusNotFound)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/articles", articlesHandler) // Assume articlesHandler handles both GET for listing and POST for creating articles.
    http.HandleFunc("/add_comment", addCommentHandler)

    fmt.Println("Blog server started on :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

客户端实现

对于客户端，我们需要提供一个新的函数来发起添加评论的请求：

go 复制代码 
// blogclient/main.go

package main

import (
    "bytes"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "net/http"
    "strconv"
)

func addComment(articleID int, comment string) {
    commentJSON, _ := json.Marshal(comment)

    resp, err := http.Post("http://localhost:8080/add_comment?id="+strconv.Itoa(articleID), "application/json", bytes.NewBuffer(commentJSON))
    if err != nil {
        fmt.Println("Error adding comment:", err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    fmt.Println("Add Comment Response:", string(body))
}

func main() {
    // 示例：向ID为1的文章添加评论
    addComment(1, "Great article!")
}

通过这个扩展案例，我们为简易博客服务增加了文章评论功能，使得用户可以对文章进行评论，并在请求文章时查看到这些评论。这个案例展示了如何在现有的Go HTTP服务中添加新的功能，以及如何处理更复杂的数据关联和更新逻辑。继续探索Go在网络编程方面的能力，构建更加丰富和互动的应用吧！

8.1.4 拓展案例 2：实现文章的搜索功能

在我们的简易博客服务中，实现文章的搜索功能将极大地提升用户体验，允许用户根据关键词快速找到他们感兴趣的文章。这要求我们在服务端添加一个新的端点来处理搜索请求，并在文章数据中进行匹配。

功能描述

  1. 搜索文章：根据用户输入的关键词返回匹配的文章列表。
  2. 关键词匹配：在文章的标题和内容中查找包含关键词的文章。
  3. 返回结果：返回匹配的文章列表给用户。

服务端实现

首先，我们需要在服务端实现搜索功能的逻辑：

go 复制代码 
// blogserver/main.go

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "strings"
    "sync"
)

type Article struct {
    ID      int    `json:"id"`
    Title   string `json:"title"`
    Content string `json:"content"`
}

var (
    articles []Article
    mu       sync.Mutex
)

// 实现搜索文章的处理函数
func searchArticlesHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    query := r.URL.Query().Get("q")
    if query == "" {
        http.Error(w, "Query parameter 'q' is required", http.StatusBadRequest)
        return
    }

    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    var matchedArticles []Article
    for _, article := range articles {
        if strings.Contains(article.Title, query) || strings.Contains(article.Content, query) {
            matchedArticles = append(matchedArticles, article)
        }
    }

    json.NewEncoder(w).Encode(matchedArticles)
}

func main() {
    http.HandleFunc("/search", searchArticlesHandler)

    fmt.Println("Blog server started on :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

在上述代码中，我们为博客服务添加了/search端点，用户可以通过这个端点传递一个查询参数q来搜索文章。搜索逻辑简单地检查文章标题和内容中是否包含了查询关键词，然后返回匹配的文章列表。

客户端示例

客户端可以通过发起HTTP GET请求到/search端点并传递查询参数来实现文章搜索：

go 复制代码 
// 示例：在客户端代码中搜索文章

package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "net/http"
    "net/url"
)

func searchArticles(query string) {
    baseURL := "http://localhost:8080/search"
    queryParams := url.Values{}
    queryParams.Set("q", query)
    searchURL := baseURL + "?" + queryParams.Encode()

    resp, err := http.Get(searchURL)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error searching articles:", err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error reading response body:", err)
        return
    }

    fmt.Printf("Search Results for '%s':\n%s\n", query, string(body))
}

func main() {
    searchArticles("Go") // 搜索包含"Go"的文章
}

通过这个扩展案例，我们为简易博客服务增加了搜索功能，允许用户根据关键词搜索文章。这个案例演示了如何在Go HTTP服务中处理查询参数，并根据这些参数执行简单的搜索逻辑。随着你的Go应用变得更加复杂，考虑引入更高级的搜索技术，如全文搜索引擎，以提供更快速、更精确的搜索能力。继续探索Go在网络编程方面的强大功能，开发出更加丰富和高效的网络应用。

8.2 使用 Goroutines 处理并发请求 - Go 语言的并发船队

在Go语言的并发海洋中，goroutines是轻巧且强大的帆船，能够高效地在处理器的海浪上航行。通过goroutines，Go应用可以同时处理数百、数千乃至更多的任务，而不会因为阻塞操作而停滞不前。

8.2.1 基础知识讲解

Goroutines 的启动

goroutine是Go中实现并发的基础。启动一个goroutine就像是给帆船一阵风，让它启航：

go 复制代码 
go func() {
    // 并发执行的代码
}()

只需在函数调用前加上go关键字，该函数就会在新的goroutine中异步执行，主程序会继续向下执行而不会等待。

并发的 HTTP 请求处理

在HTTP服务中使用goroutines可以让我们并发地处理多个请求，大大提高了服务的吞吐量。每当收到一个新的请求，我们就可以为其分配一个goroutine，这样即使某些请求的处理时间较长，也不会阻塞其他请求的处理。

8.2.2 重点案例：并发下载服务

在这个案例中，我们将构建一个并发下载服务，该服务通过goroutines允许用户同时下载多个文件。这种并发处理模式显著提高了应用的效率，特别是在处理多个网络IO密集型任务时。

服务端实现

我们的服务端提供一个HTTP接口，接受一个包含多个文件URLs的请求，并为每个下载任务启动一个goroutine。

go 复制代码 
// downloadservice/main.go

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "net/http"
    "os"
    "sync"
)

// downloadFile函数接收文件URL和目标文件名，完成文件下载
func downloadFile(url, filename string, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()

    resp, err := http.Get(url)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Failed to download %s: %v\n", url, err)
        return
    }
    defer resp.Body.Close()

    out, err := os.Create(filename)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Failed to create file %s: %v\n", filename, err)
        return
    }
    defer out.Close()

    _, err = io.Copy(out, resp.Body)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Failed to write to file %s: %v\n", filename, err)
        return
    }

    fmt.Printf("Successfully downloaded %s to %s\n", url, filename)
}

// downloadHandler处理下载请求，解析请求中的URLs并启动goroutines进行下载
func downloadHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    urls := r.URL.Query()["url"]
    if len(urls) == 0 {
        http.Error(w, "No URLs provided", http.StatusBadRequest)
        return
    }

    var wg sync.WaitGroup

    for i, url := range urls {
        wg.Add(1)
        go downloadFile(url, fmt.Sprintf("download%d", i+1), &wg)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Fprintln(w, "All download tasks completed.")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/download", downloadHandler)
    fmt.Println("Download service started on :8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

在这个实现中，我们定义了downloadFile函数来处理单个文件的下载逻辑。downloadHandler函数负责解析HTTP请求中包含的多个下载URL，为每个URL启动一个goroutine执行downloadFile函数，并使用sync.WaitGroup等待所有下载任务完成。

测试服务

为了测试这个并发下载服务，你可以使用以下方式发起一个包含多个下载URLs的请求：

  1. 使用curl工具：
bash 复制代码 
curl "http://localhost:8080/download?url=http://example.com/file1.jpg&url=http://example.com/file2.jpg"
  1. 或者，使用Postman等API测试工具发起GET请求，并在请求的URL参数中添加多个url参数。

通过这个案例，我们演示了如何在Go中利用goroutines和sync.WaitGroup构建一个支持并发处理的下载服务。这种模式不仅适用于文件下载，还可以应用于其他需要并发执行多个任务的场景，如批量数据处理、并发API请求等。随着你继续探索Go语言的并发特性，你将能够构建出更加强大和高效的应用。

8.2.3 拓展案例 1：并发图片处理服务

在这个案例中，我们将构建一个并发图片处理服务，该服务允许用户上传图片，并且并行执行多种图片处理任务，如调整大小、应用滤镜等。利用goroutines实现并发处理，可以显著提高服务的处理效率。

功能描述

  1. 图片上传：允许用户上传图片到服务。
  2. 并发图片处理：对上传的图片并发执行多种处理任务。
  3. 返回处理结果：将处理后的图片保存并提供下载链接或直接返回给用户。

服务端实现

为了简化示例，我们假设图片已经上传到服务器上的某个目录，服务端的任务是读取这些图片并并发地进行处理。

首先，我们需要一个库来帮助我们处理图片，这里我们使用github.com/disintegration/imaging库：

bash 复制代码 
go get -u github.com/disintegration/imaging

接着，实现图片处理服务的核心逻辑：

go 复制代码 
// imageprocessingservice/main.go

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/disintegration/imaging"
    "net/http"
    "os"
    "path/filepath"
    "sync"
)

func processImage(filePath string, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()

    srcImage, err := imaging.Open(filePath)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Failed to open image %s: %v\n", filePath, err)
        return
    }

    // 示例：调整图片大小为200x200，并应用高斯模糊滤镜
    dstImage := imaging.Resize(srcImage, 200, 200, imaging.Lanczos)
    dstImage = imaging.Blur(dstImage, 2.0)

    outputPath := filepath.Join("processed", filepath.Base(filePath))
    err = imaging.Save(dstImage, outputPath)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Failed to save processed image %s: %v\n", outputPath, err)
        return
    }

    fmt.Printf("Processed and saved image to %s\n", outputPath)
}

func imageHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    var wg sync.WaitGroup

    // 假设图片存储在"./uploads"目录
    files, err := filepath.Glob("./uploads/*")
    if err != nil {
        http.Error(w, "Failed to list images", http.StatusInternalServerError)
        return
    }

    for _, file := range files {
        wg.Add(1)
        go processImage(file, &wg)
    }

    wg.Wait()
    fmt.Fprintln(w, "All images processed.")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/process-images", imageHandler)
    fmt.Println("Image processing service started on :8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

在上述代码中，processImage函数负责打开一个图片文件，执行一系列处理任务（在这个示例中是调整大小和应用模糊滤镜），然后保存处理后的图片到processed目录。imageHandler函数并发地对uploads目录中的所有图片调用processImage函数。

测试服务

启动服务后，你可以通过向/process-images端点发送HTTP请求来触发图片处理过程。这可以通过浏览器访问，或使用工具如curl进行：

bash 复制代码 
curl http://localhost:8080/process-images

这个并发图片处理服务展示了如何利用goroutines提高处理效率，通过并行处理来快速完成大量的图片处理任务。你可以根据具体需求添加更多的图片处理功能，如调整亮度、对比度，或者应用更复杂的图像分析算法。继续探索Go语言的并发特性，为你的应用带来更强大的处理能力。

8.2.4 拓展案例 2：实时股票行情服务

在这个案例中，我们将构建一个实时股票行情服务，该服务使用goroutines并发查询多个股票代码的实时价格，并将查询结果合并后返回给客户端。这种并发处理方式能够显著提高数据获取的速度，特别适合需要实时响应的金融应用。

功能描述

  1. 并发查询股票价格：对于客户端提供的股票代码列表，服务端并发查询每个股票的实时价格。
  2. 合并查询结果：将所有查询结果合并后，一次性返回给客户端。
  3. 错误处理：对于查询失败的股票代码，返回错误信息。
服务端实现

为了模拟股票价格查询，我们假设有一个简单的函数fetchStockPrice模拟从外部API获取股票价格。实际应用中，你需要替换为真实的股票价格API调用。

go 复制代码 
// stockservice/main.go

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "math/rand"
    "net/http"
    "sync"
    "time"
)

type StockPrice struct {
    Symbol string  `json:"symbol"`
    Price  float64 `json:"price"`
    Error  string  `json:"error,omitempty"`
}

func fetchStockPrice(symbol string) StockPrice {
    // 模拟网络延迟
    time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(300)) * time.Millisecond)

    // 模拟偶尔的查询失败
    if rand.Intn(10) > 7 {
        return StockPrice{Symbol: symbol, Error: "Failed to fetch price"}
    }

    // 模拟股票价格
    return StockPrice{Symbol: symbol, Price: rand.Float64() * 100}
}

func stockHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    symbols := r.URL.Query()["symbol"]
    var wg sync.WaitGroup
    results := make([]StockPrice, len(symbols))

    for i, symbol := range symbols {
        wg.Add(1)
        go func(i int, symbol string) {
            defer wg.Done()
            results[i] = fetchStockPrice(symbol)
        }(i, symbol)
    }

    wg.Wait()
    json.NewEncoder(w).Encode(results)
}

func main() {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    http.HandleFunc("/stocks", stockHandler)
    fmt.Println("Stock service started on :8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

在这段代码中，stockHandler函数接收一个包含股票代码的查询参数，为每个股票代码启动一个goroutine执行fetchStockPrice函数，并发地获取股票价格。使用sync.WaitGroup等待所有的查询任务完成，然后将结果合并后以JSON格式返回给客户端。

测试服务

你可以通过向/stocks端点发送HTTP GET请求并附带股票代码作为查询参数来测试服务：

bash 复制代码 
curl "http://localhost:8080/stocks?symbol=AAPL&symbol=GOOGL&symbol=MSFT"

这个简单的实时股票行情服务展示了如何利用Go的并发特性来提高数据处理的速度。通过goroutines并发执行任务和sync.WaitGroup来同步任务结果，我们可以构建出响应迅速、性能卓越的实时服务。在实际应用中，你可以将此模式应用于任何需要并发数据获取和处理的场景，充分发挥Go在并发编程方面的优势。

8.3 WebSocket 与 RPC - Go 语言的深海通信线

在Go语言的并发海洋中，WebSocket和RPC (Remote Procedure Call) 是两种深海通信线，允许我们跨越深渊，进行实时和跨服务的通信。

8.3.1 基础知识讲解

WebSocket

WebSocket提供了一个全双工通信渠道，允许客户端和服务器之间建立持久连接并实时交换数据。这对于需要实时功能的应用来说非常有用，比如在线聊天室、实时数据仪表板等。

在Go中，gorilla/websocket是一个流行的库，用于在HTTP服务器上添加WebSocket支持。

RPC

RPC允许客户端执行远程服务器上的函数就像是执行本地函数一样，隐藏了网络请求的复杂性。Go标准库中的net/rpc包提供了构建RPC系统的基础。

8.3.2 重点案例：实时聊天应用

在这个扩展案例中，我们将构建一个简单的实时聊天应用，使用WebSocket实现客户端和服务器之间的实时通信。这个应用将允许用户通过Web浏览器连接到聊天服务器，发送消息并实时接收来自其他用户的消息。

服务端实现

我们使用gorilla/websocket库来处理WebSocket连接。首先，需要安装这个库：

bash 复制代码 
go get -u github.com/gorilla/websocket

然后，我们实现聊天服务器的核心逻辑：

go 复制代码 
// chatserver/main.go

package main

import (
    "github.com/gorilla/websocket"
    "net/http"
    "log"
)

var clients = make(map[*websocket.Conn]bool) // 连接到服务器的客户端
var broadcast = make(chan []byte)            // 广播通道

var upgrader = websocket.Upgrader{
    CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
        return true
    },
}

func main() {
    http.HandleFunc("/ws", handleConnections)
    go handleMessages()

    log.Println("Chat server started on :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

func handleConnections(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ws, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer ws.Close()

    clients[ws] = true

    for {
        _, msg, err := ws.ReadMessage()
        if err != nil {
            log.Printf("Error: %v", err)
            delete(clients, ws)
            break
        }
        broadcast <- msg
    }
}

func handleMessages() {
    for {
        msg := <-broadcast
        for client := range clients {
            err := client.WriteMessage(websocket.TextMessage, msg)
            if err != nil {
                log.Printf("Error: %v", err)
                client.Close()
                delete(clients, client)
            }
        }
    }
}

在这个实现中，handleConnections函数处理新的WebSocket连接，读取来自客户端的消息，并将它们放入broadcast通道。handleMessages函数监听broadcast通道，将接收到的消息发送给所有连接的客户端。

客户端实现

客户端可以是一个简单的HTML页面，使用JavaScript与WebSocket服务器进行通信：

html 复制代码 
<!-- chatclient/index.html -->

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Go Chat App</title>
    <script>
        document.addEventListener("DOMContentLoaded", function() {
            var ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws");
            var messages = document.getElementById("messages");

            ws.onmessage = function(event) {
                var message = document.createElement("p");
                message.textContent = event.data;
                messages.appendChild(message);
            };

            document.getElementById("sendBtn").onclick = function() {
                var message = document.getElementById("messageInput").value;
                ws.send(message);
                document.getElementById("messageInput").value = "";
            };
        });
    </script>
</head>
<body>
    <div id="messages"></div>
    <input id="messageInput" type="text">
    <button id="sendBtn">Send</button>
</body>
</html>

这个HTML页面包含一个消息列表、一个文本输入框和一个发送按钮。当用户点击发送按钮时，当前的消息会通过WebSocket发送到服务器，并且清空输入框。当服务器通过WebSocket发送消息时，它们会被添加到页面的消息列表中。

运行示例

  1. 启动服务端 ：在chatserver目录下运行go run main.go，启动聊天服务器。
  2. 打开客户端 ：在浏览器中打开chatclient/index.html文件，连接到聊天服务器。

通过这个案例，我们展示了如何使用Go和WebSocket构建一个简单的实时聊天应用。这个应用能够让多个用户通过Web界面实时交换消息，体验到实时通信的魅力。随着你继续探索WebSocket和Go在网络编程方面的更多可能性，你将能够构建更加复杂和强大的实时Web应用。

8.3.3 拓展案例 1：股票行情实时更新服务

在这个案例中，我们将构建一个基于WebSocket的股票行情实时更新服务。该服务允许客户端通过WebSocket订阅特定的股票代码，并在股票价格发生变动时接收实时更新。

服务端实现

为了简化演示，我们假设股票价格的变动是随机模拟的。在实际应用中，你可能需要连接到真实的股市数据API来获取实时行情。

首先，安装gorilla/websocket库：

bash 复制代码 
go get -u github.com/gorilla/websocket

接着，实现WebSocket服务端逻辑：

go 复制代码 
// stockservice/main.go

package main

import (
    "encoding/json"
    "github.com/gorilla/websocket"
    "log"
    "math/rand"
    "net/http"
    "time"
)

var upgrader = websocket.Upgrader{
    CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
        return true
    },
}

type StockUpdate struct {
    Symbol string  `json:"symbol"`
    Price  float64 `json:"price"`
}

func handleConnections(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    ws, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer ws.Close()

    // 模拟股票代码列表
    stocks := []string{"AAPL", "GOOGL", "MSFT"}

    for {
        // 等待客户端消息并读取订阅的股票代码
        _, msg, err := ws.ReadMessage()
        if err != nil {
            log.Printf("error: %v", err)
            break
        }
        symbol := string(msg)

        // 如果订阅的股票代码在模拟的列表中，开始发送更新
        for _, s := range stocks {
            if s == symbol {
                for {
                    // 随机生成股票价格并发送
                    price := rand.Float64() * 1000
                    update := StockUpdate{Symbol: symbol, Price: price}
                    updateJSON, err := json.Marshal(update)
                    if err != nil {
                        log.Printf("error: %v", err)
                        break
                    }

                    if err := ws.WriteMessage(websocket.TextMessage, updateJSON); err != nil {
                        log.Printf("error: %v", err)
                        break
                    }

                    // 每隔一秒发送一次更新
                    time.Sleep(1 * time.Second)
                }
                break
            }
        }
    }
}

func main() {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    http.HandleFunc("/ws", handleConnections)
    log.Println("Stock service started on :8080")
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}

客户端示例

客户端可以是一个简单的HTML页面，通过JavaScript与WebSocket服务器建立连接，并发送订阅请求：

html 复制代码 
<!-- stockclient/index.html -->

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Real-time Stock Updates</title>
    <script>
        document.addEventListener("DOMContentLoaded", () => {
            const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws");

            ws.onopen = () => {
                console.log("Connected to the server");
                // 订阅AAPL股票的更新
                ws.send("AAPL");
            };

            ws.onmessage = (event) => {
                const stockUpdate = JSON.parse(event.data);
                console.log(`Stock update for ${stockUpdate.symbol}: $${stockUpdate.price.toFixed(2)}`);
            };

            ws.onerror = (error) => {
                console.log("WebSocket error: " + error.message);
            };

            ws.onclose = () => {
                console.log("Disconnected from the server");
            };
        });
    </script>
</head>
<body>
    <h1>Real-time Stock Updates</h1>
    <p>Open the console to view the stock updates.</p>
</body>
</html>

在这个HTML页面中，当页面加载完成后，客户端通过WebSocket连接到服务器并发送一个订阅请求（在此例中为"AAPL"股票）。然后，它将监听服务器发送的更新，并在控制台中显示更新的股票价格。

运行示例

  1. 启动服务端 ：在stockservice目

录下运行go run main.go，启动股票行情更新服务。

  1. 打开客户端 ：在Web浏览器中打开stockclient/index.html文件，并查看浏览器控制台以接收实时的股票价格更新。

通过这个拓展案例，我们演示了如何使用WebSocket在Go中实现一个实时的股票行情更新服务。客户端可以订阅感兴趣的股票代码，并接收关于这些股票的实时价格更新，展现了WebSocket在构建实时通信应用中的强大能力。继续探索WebSocket和Go的其他网络编程特性，为你的应用带来更加丰富的实时交互体验。

8.3.4 拓展案例 2：远程系统监控

在这个案例中，我们将构建一个基于RPC的远程系统监控工具，允许管理员从中央服务器调用远程机器上的函数，以获取系统状态信息，如CPU使用率、内存使用等。这个工具将使用Go的net/rpc包来实现RPC通信。

功能描述

  1. 远程获取系统状态：允许管理员远程调用函数，获取目标机器的系统状态信息。
  2. 支持多种状态查询：支持查询CPU使用率、内存使用情况等不同类型的系统状态。
  3. 简单的认证机制：实现一个简单的认证机制，确保只有授权的用户可以查询系统状态。

服务端实现

首先，我们需要定义提供的远程调用方法和服务：

go 复制代码 
// monitorserver/main.go

package main

import (
    "errors"
    "net"
    "net/rpc"
    "runtime"
)

type Args struct {
    AuthToken string
}

type SystemStats struct {
    CPU    string
    Memory string
}

type Monitor int

func (t *Monitor) GetSystemStats(args *Args, reply *SystemStats) error {
    if args.AuthToken != "secret" {
        return errors.New("unauthorized")
    }

    // 模拟获取系统状态
    reply.CPU = "2.4 GHz"
    reply.Memory = "8 GB"
    return nil
}

func main() {
    monitor := new(Monitor)
    rpc.Register(monitor)
    rpc.HandleHTTP()

    l, err := net.Listen("tcp", ":1234")
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    for {
        conn, err := l.Accept()
        if err != nil {
            continue
        }
        go rpc.ServeConn(conn)
    }
}

在这个实现中，我们定义了一个Monitor类型，它有一个方法GetSystemStats，用于远程获取系统状态。我们使用了一个简单的认证机制，通过检查传递的AuthToken来授权访问。

客户端实现

客户端将通过RPC调用服务端的GetSystemStats方法来获取系统状态：

go 复制代码 
// monitorclient/main.go

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/rpc"
)

type Args struct {
    AuthToken string
}

type SystemStats struct {
    CPU    string
    Memory string
}

func main() {
    client, err := rpc.DialHTTP("tcp", "localhost:1234")
    if err != nil {
        log.Fatal("Dialing:", err)
    }

    args := &Args{"secret"}
    var reply SystemStats

    err = client.Call("Monitor.GetSystemStats", args, &reply)
    if err != nil {
        log.Fatal("Monitor error:", err)
    }

    fmt.Printf("CPU: %s\nMemory: %s\n", reply.CPU, reply.Memory)
}

在这个客户端实现中，我们创建了一个RPC客户端，连接到服务端，并调用Monitor.GetSystemStats方法，传递认证令牌并获取系统状态信息。

运行示例

  1. 启动服务端 ：在monitorserver目录下运行go run main.go启动系统监控服务。
  2. 运行客户端 ：在monitorclient目录下运行go run main.go来从服务端获取系统状态信息。

通过这个拓展案例，我们演示了如何使用Go的net/rpc包实现一个基于RPC的远程系统监控工具。这个工具允许管理员远程获取系统状态信息，展现了RPC在构建分布式系统和服务通信中的实用性。继续探索Go的RPC和其他网络编程特性，为你的分布式应用提供强大的后端支持。

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