go 的 net 包

目录

一、net包的基本功能

[1.1 IP地址处理](#1.1 IP地址处理)

[1.2 网络协议支持](#1.2 网络协议支持)

[1.3 连接管理](#1.3 连接管理)

二、net包的主要功能模块

[2.1 IP地址处理](#2.1 IP地址处理)

[2.2 TCP协议](#2.2 TCP协议)

[2.3 UDP协议](#2.3 UDP协议)

[2.4 Listener和Conn接口](#2.4 Listener和Conn接口)

三、高级功能

[3.1 超时设置](#3.1 超时设置)

[3.2 KeepAlive控制](#3.2 KeepAlive控制)

[3.3 获取连接信息](#3.3 获取连接信息)

四、实际应用场景

[4.1 Web服务器](#4.1 Web服务器)

[4.2 实时通信](#4.2 实时通信)

[4.3 数据报送](#4.3 数据报送)

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Go语言的net包是处理网络通信的核心库，它提供了底层的网络接口，包括TCP、UDP、IP等协议的支持。net包的功能强大，使用灵活。

一、net包的基本功能

net包主要用来处理网络通信，提供了包括IP地址处理、协议侦听、数据报送等功能。

1.1 IP地址处理

net包中提供了IP地址的解析、比较、检查等功能。IPAddress接口定义了String()、Netmask()等方法，可以用来获取IP地址的字符串表示以及子网掩码。

1.2 网络协议支持

net包支持多种网络协议，包括TCP、UDP、IP、Unix域套接字等。通过不同的协议，可以创建监听器（Listener）和连接（Conn）。例如，使用net.Listen("tcp", "localhost:8080")可以创建一个TCP协议的监听器。

1.3 连接管理

net包提供了Conn接口，用来表示一个网络连接。通过Conn接口可以进行数据的读写操作，同时也可以获取连接的本地和远程地址。

二、net包的主要功能模块

2.1 IP地址处理

net包中IPAddress接口提供了对IP地址的处理方法。例如，可以使用net.ParseIP()函数解析一个IP地址字符串。

示例代码：

ip := net.ParseIP("192.168.1.1")
if ip != nil {
    fmt.Printf("IP address: %s\n", ip.String())
} else {
    fmt.Println("Invalid IP address")
}

2.2 TCP协议

TCP协议是面向连接的可靠协议，适合需要保证数据完整性的应用场景。net包通过net/tcp包提供了对TCP协议的支持。

TCP服务器示例：

listener, err := net.Listen("tcp", "localhost:8080")
if err != nil {
    log.Fatalf("Failed to listen: %v", err)
}

for {
    conn, err := listener.Accept()
    if err != nil {
        log.Printf("Failed to accept connection: %v", err)
        continue
    }
    go handleConnection(conn)
}

TCP客户端示例：

conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8080")
if err != nil {
    log.Fatalf("Failed to dial: %v", err)
}
defer conn.Close()

_, err = conn.Write([]byte("Hello, server!"))
if err != nil {
    log.Printf("Failed to write: %v", err)
}

2.3 UDP协议

UDP协议是无连接的不可靠协议，适合实时性要求高但对数据完整性不敏感的场景。net包通过net/udp包提供了对UDP协议的支持。

UDP服务器示例：

conn, err := net.ListenPacket("udp", ":8080")
if err != nil {
    log.Fatalf("Failed to listen: %v", err)
}
defer conn.Close()

buf := make([]byte, 1024)
for {
    n, addr, err := conn.ReadFrom(buf)
    if err != nil {
        log.Printf("Failed to read: %v", err)
        continue
    }
    go handlePacket(buf[:n], addr)
}

UDP客户端示例：

conn, err := net.Dial("udp", "localhost:8080")
if err != nil {
    log.Fatalf("Failed to dial: %v", err)
}
defer conn.Close()

_, err = conn.Write([]byte("Hello, server!"))
if err != nil {
    log.Printf("Failed to write: %v", err)
}

2.4 Listener和Conn接口

net包中Listener接口和Conn接口是网络通信的核心接口。Listener接口用于监听传入的连接，而Conn接口则表示一个已建立的网络连接。

Listener接口方法：

• Accept(): 接受一个新的连接。
• Close(): 关闭监听器。
• Addr(): 获取监听器的地址。

Conn接口方法：

• Read(b []byte): 从连接中读取数据。
• Write(b []byte): 向连接中写入数据。
• Close(): 关闭连接。
• LocalAddr(): 获取本地地址。
• RemoteAddr(): 获取远程地址.

三、高级功能

3.1 超时设置

在网络通信中，超时设置用于防止因网络问题导致的长时间无响应。Go语言的net包提供了多种方式设置超时。

示例代码：

// 设置连接超时
conn, err := net.DialTimeout("tcp", "localhost:8080", 5*time.Second)
if err != nil {
    log.Printf("Failed to dial: %v", err)
}
defer conn.Close()

// 设置读写超时
conn.SetDeadline(time.Now().Add(10 * time.Second))

3.2 KeepAlive控制

在长时间没有数据传输的连接中，可能会因为网络设备的策略导致连接被关闭。net包提供了SetKeepAlive方法用于配置KeepAlive选项。

示例代码：

// 创建TCP连接
conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8080")
if err != nil {
    log.Printf("Failed to dial: %v", err)
}
defer conn.Close()

// 配置KeepAlive
conn.SetKeepAlive(true)

3.3 获取连接信息

net包还提供了一些方法来获取连接的详细信息。例如，可以通过conn.LocalAddr()和conn.RemoteAddr()方法获取本地和远程的地址信息。

示例代码：

localAddr := conn.LocalAddr()
remoteAddr := conn.RemoteAddr()
fmt.Printf("Local address: %v\n", localAddr)
fmt.Printf("Remote address: %v\n", remoteAddr)

四、实际应用场景

4.1 Web服务器

net包是构建Web服务器的基础。在使用net/http包之前，net包已经提供了底层的网络通信功能。

示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprint(w, "Hello, World!")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", helloHandler)
    fmt.Println("Starting server on :8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

4.2 实时通信

在需要实时通信的场景中，可以使用net包搭配WebSocket协议来实现客户端和服务器之间的双向实时通信。

这里举例一个单向的：

服务端：接收客户端传来的消息

package main

import (
	"fmt"
	"net"
)

func process(conn net.Conn) {
	defer conn.Close()
	for {
		buf := make([]byte, 1024)

		n, err := conn.Read(buf)
		if err != nil {
			return
		}
		fmt.Println(string(buf[:n]))
	}
}

func main() {

	fmt.Println("服务端启动")

	listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8080")
	if err != nil {
		fmt.Println("监听失败")
		return
	}

	for {
		conn, err2 := listen.Accept()
		if err2 != nil {
			fmt.Println("客户端等待失败", err2)
		} else {
			fmt.Println("连接成功", conn, conn.RemoteAddr())
		}
		go process(conn)
	}

}

客户端：向服务端发送消息

package main

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

func main() {
	fmt.Println("客户端启动")

	conn, err1 := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8080")
	if err1 != nil {
		fmt.Println("客户端连接失败：", err1)
		return
	}
	fmt.Println("连接成功.", conn)

	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

	for {

		str, err2 := reader.ReadString('\n')
		if err2 != nil {
			fmt.Println("终端输入失败", err2)
		}

		if str == "exit\n" {
			return
		}

		n, err3 := conn.Write([]byte(str))
		if err3 != nil {
			fmt.Println("连接失败", err3)
		}
		fmt.Printf("发送了%d个字节\n", n)
	}

}

4.3 数据报送

对于需要快速传输数据且对可靠性要求不高的场景，可以使用UDP协议进行数据报送。