GO网络编程(二):客户端与服务端通信【重要】

本节是新知识,偏应用,需要反复练习才能掌握。

目录

1.C/S通信示意图

客户端与服务端通信的模式也称作C/S模式,流程图如下

其中P是协程调度器。可以看到,客户端都是通过一个共同的端口和服务端通信的,且服务端开了两个协程并发处理两个客户端。注意,协程和P之间,协程和端口之间,端口和客户端之间的链接都是双向的。

2.服务端通信

服务端功能要求如下:

(1)编写一个服务器端程序,在8888端口监听

go 复制代码
fmt.Println("服务器开始监听....")
//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
listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")

(2)可以和多个客户端创建链接

go 复制代码
//循环等待客户端来链接我
for {
	//等待客户端链接
	fmt.Println("等待客户端来链接....")
	conn, err := listen.Accept()
	//这里准备其一个协程,为客户端服务
	go process(conn)
}

(3)链接成功后,客户端可以发送数据,服务器端接受数据,并显示在终端上

完整代码如下:

go 复制代码
package main
import (
	"fmt"
	"net" //做网络socket开发时,net包含有我们需要所有的方法和函数
	_"io"
)

func process(conn net.Conn) {

	//这里我们循环的接收客户端发送的数据
	defer conn.Close() //关闭conn

	for {
		//创建一个新的切片
		buf := make([]byte, 1024)
		//conn.Read(buf)
		//1. 等待客户端通过conn发送信息
		//2. 如果客户端没有wrtie[发送],那么协程就阻塞在这里
		//fmt.Printf("服务器在等待客户端%s 发送信息\n", conn.RemoteAddr().String())
		n , err := conn.Read(buf) //从conn读取
		if err != nil {
			
			fmt.Printf("客户端退出 err=%v", err)
			return //!!!
		}
		//3. 显示客户端发送的内容到服务器的终端
		fmt.Print(string(buf[:n])) 
	}

}

func main() {

	fmt.Println("服务器开始监听....")
	//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
	listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("listen err=", err)
		return 
	}
	defer listen.Close() //延时关闭listen

	//循环等待客户端来链接我
	for {
		//等待客户端链接
		fmt.Println("等待客户端来链接....")
		conn, err := listen.Accept()
		if err != nil {
			fmt.Println("Accept() err=", err)
			
		} else {
			fmt.Printf("Accept() suc con=%v 客户端ip=%v\n", conn, conn.RemoteAddr().String())
		}
		//这里准备其一个协程,为客户端服务
		go process(conn)
	}
	
	//fmt.Printf("listen suc=%v\n", listen)
}

流程总结:

1.使用net.Listen()初始化监听端口 ,把初始信息存在变量listen中

2.循环使用listen.Accept(),接收监听到的基本信息,存在变量conn中

3.每次循环用conn.Read(buf)读取客户端发送的内容 ,将这些操作封装到一个协程中,并发执行

3.客户端通信

客户端功能:

(1)编写一个客户端程序,能链接到服务器端的8888端口

go 复制代码
conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8888")

(2)客户端可以发送单行数据,然后就退出

go 复制代码
reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表标准输入[终端]

(3)能通过终端输入数据(输入一行发送一行),并发送给服务器端

go 复制代码
line, err := reader.ReadString('\n')
if err != nil {
	fmt.Println("readString err=", err)
}

其中ReadString('\n')表示以换行符为截止符号,读取包括换行符 在内的之前的字符,所以之后还需要去除line中的换行符。

(4)在终端输入exit,表示退出程序

go 复制代码
	line = strings.Trim(line, " \r\n")
	if line == "exit" {
		fmt.Println("客户端退出..")
		break
	}

完整代码如下:

go 复制代码
package main
import (
	"fmt"
	"net"
	"bufio"
	"os"
	"strings"
)

func main() {
	conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("client dial err=", err)
		return 
	}
	//功能一:客户端可以发送单行数据,然后就退出
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin) //os.Stdin 代表标准输入[终端]

	for {

		//从终端读取一行用户输入,并准备发送给服务器
		line, err := reader.ReadString('\n')
		if err != nil {
			fmt.Println("readString err=", err)
		}
		//如果用户输入的是 exit就退出
		line = strings.Trim(line, " \r\n")
		if line == "exit" {
			fmt.Println("客户端退出..")
			break
		}

		//再将line 发送给 服务器
		_, err = conn.Write([]byte(line + "\n"))
		if err != nil {
			fmt.Println("conn.Write err=", err)	
		}
	}
}

注:localhost是本地ip地址,默认ipv6。

流程总结:

1.使用net.Dial()建立与服务端的链接 ,把初始信息存在变量conn中

2.循环使用bufio.NewReader(os.Stdin)创建缓冲区,读入用户输入的信息并存在reader中

3.使用reader.ReadString('\n')提取每行字符

4.判断 输入是否为exit,若是则退出循环

4.若输入步是exit,则用conn.Write()将每行内容发送到服务端

4.通信测试

先启动服务端,内容如下:

bash 复制代码
服务器开始监听....
等待客户端来链接....

注意,如果出现类似下图的提示框请点击允许

再打开当前目录的命令行,启动客户端,命令行会显示如下语句

bash 复制代码
Accept() suc con=&{{0xc00008a508}} 客户端ip=[::1]:端口号

注意 :这个端口号不是8888 ,而是客户端用来连接服务器时的本地端口 。每个客户端在连接到服务器时,操作系统会为它分配一个临时的随机端口

客户端输入几行语句

bash 复制代码
D:\code\golang\尚硅谷golang\代码\chapter18\tcpdemo\client>go run "client(1).go"
123
你好

服务端内容

bash 复制代码
服务器开始监听....
等待客户端来链接....
Accept() suc con=&{{0xc00008a508}} 客户端ip=[::1]:端口号
等待客户端来链接....
123
你好

客户端输入exit即可结束

go 复制代码
客户端退出..

D:\code\golang\尚硅谷golang\代码\chapter18\tcpdemo\client>

服务端内容

bash 复制代码
客户端退出 err=read tcp [::1]:8888->[::1]:端口号: wsarecv: An existing connection was forcibly closed by the remote host.

注意,此时服务端仍在循环监听,按ctrl+c即可结束程序。

5.进阶练习:客户端之间通信

为了使两个客户端能够相互通信,需要一个中介服务器(通常称为"中转服务器"),它负责转发每个客户端的消息给另一个客户端。服务器在两个客户端之间保持连接,接收其中一个客户端的消息,然后将其转发给另一个客户端。

实现步骤:

服务器端:

1.服务器负责接收客户端 A 和客户端 B 的连接。

2.服务器读取每个客户端发送的消息,然后将消息转发给另一个客户端。

go 复制代码
package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"sync"
)

var (
	clients = make(map[net.Conn]bool) // 存储连接的客户端
	mu      sync.Mutex                // 保护 clients 的并发访问
)

func main() {
	listener, err := net.Listen("tcp", ":8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("服务器启动错误:", err)
		return
	}
	defer listener.Close()

	fmt.Println("服务器正在监听8888端口...")

	for {
		conn, err := listener.Accept()
		if err != nil {
			fmt.Println("接受连接时发生错误:", err)
			continue
		}

		// 在服务端提示有新的客户端连接
		fmt.Printf("新的客户端已连接: %v\n", conn.RemoteAddr())

		// 将客户端添加到客户端列表
		mu.Lock()
		clients[conn] = true
		mu.Unlock()

		go handleConnection(conn) // 处理每个连接
	}
}

func handleConnection(conn net.Conn) {
	defer func() {
		conn.Close()
		mu.Lock()
		delete(clients, conn) // 从列表中删除客户端
		mu.Unlock()
	}()

	buf := make([]byte, 1024)

	for {
		n, err := conn.Read(buf) // 读取客户端消息
		if err != nil {
			fmt.Printf("客户端 %v 断开连接: %v\n", conn.RemoteAddr(), err)
			return
		}

		message := string(buf[:n])

		// 判断是否是退出消息
		if message == "exit\n" || message == "exit" {
			fmt.Printf("客户端 %v 退出。\n", conn.RemoteAddr())
			return
		}

		// 转发消息给其他客户端
		mu.Lock()
		for client := range clients {
			if client != conn { // 不给发送者发送消息
				_, _ = client.Write(buf[:n]) // 将消息发送到其他客户端
			}
		}
		mu.Unlock()
	}
}

客户端:

1.客户端连接到服务器,通过服务器发送和接收消息。

2.客户端之间不会直接通信,而是通过服务器中转消息。

go 复制代码
package main

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

func main() {
	// 使用 localhost 连接到服务器
	conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8888")
	if err != nil {
		fmt.Println("连接服务器失败:", err)
		return
	}
	defer conn.Close() // 确保在退出时关闭连接

	// 启动一个 goroutine 负责接收服务器的消息
	go func() {
		buf := make([]byte, 1024)
		for {
			n, err := conn.Read(buf) // 从服务器读取数据
			if err != nil {
				fmt.Println("与服务器断开连接:", err)
				return
			}
			// 显示来自服务器的消息
			fmt.Print("收到消息: ", string(buf[:n]))
		}
	}()

	// 主协程负责发送用户输入的消息
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

	fmt.Println("连接到服务器,输入消息发送,输入 'exit' 退出...")

	for {
		// 从终端读取一行用户输入
		line, err := reader.ReadString('\n')
		if err != nil {
			fmt.Println("读取输入时发生错误:", err)
			continue
		}

		// 去掉输入行的换行符和空格go ru
		line = strings.TrimSpace(line)

		// 如果用户输入的是 exit,退出程序
		if line == "exit" {
			fmt.Println("客户端退出...")
			break
		}

		// 将用户输入发送给服务器
		_, err = conn.Write([]byte(line + "\n"))
		if err != nil {
			fmt.Println("发送消息时发生错误:", err)
		}
	}
}

效果截图

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