golang socket 实现分析(一)

lihu129c

　　socket：tcp/udp、ip构成了网络通信的基石，tcp/ip是面向连接的通信协议
　　要求建立连接时进行3次握手确保连接已被建立，关闭连接时需要4次通信来保证客户端和，服务端都已经关闭
　　在通信过程中还有保证数据不丢失，在连接不畅通时还需要进行超时重试等等
　　所以socket就是封装了这一套基于tcp/udp/ip协议细节，提供了一系列套接字接口进行通信
　　client端通过以下方式与Server端进行通信

　　先看看再golang中如何进行socket编程
　　

// 创建socket文件描述符，绑定ip:port，改变socket状态为监听状态　　
ln, err := net.Listen("tcp", addr)
　　
// 返回时关闭tcp连接
　　
defer l.Close()
　　
if err != nil {
　　return err
　　
}
　　
for {
　　// 从socket recive队列里获取一个建立好的连接
　　conn,err := ln.Accept()
　　if err != nil {
　　return err
　　}
　　// 新起一个goroutine处理连接
　　
    go handler(conn)
　　
}
　　

　　
func handler(conn net.Con) {
　　// 关闭连接
　　
    conn.Close()
　　
}
　　

　　介绍几个跟socket相关的底层函数
　　socketFunc func(int, int, int) (int, error) = syscall.Socket //创建一个socket文件描述符
　　func Bind(fd int, sa Sockaddr) (err error) //绑定一个本机IP:port到socket文件描述符上
　　listenFunc func(int, int) error = syscall.Listen //监听是否有tcp连接请求
　　acceptFunc func(int) (int, syscall.Sockaddr, error) = syscall.Accept //获取一个建立好的tcp连接
　　connectFunc func(int, syscall.Sockaddr) error = syscall.Connect //发起tcp连接请求
　　closeFunc func(int) error = syscall.Close //关闭连接
　　下面介绍下在golang中socket接口是如何通过这几个底层函数完成socket封装的。
　　socket：创建的socket默认是阻塞的，通过syscall.SetNonblock()可以将socket设置为非阻塞模式
　　

func sysSocket(family, sotype, proto int) (int, error) {　　

syscall.ForkLock.RLock()　　//创建socket文件描述符
　　s, err :
= socketFunc(family, sotype, proto)if err == nil {　　// 关闭从父线程拷贝过来的文件描述符后，再执行子线程程序
　　syscall.CloseOnExec(s)
　　}
　　syscall.ForkLock.RUnlock()
if err != nil {return -1, os.NewSyscallError("socket", err)　　}
　　//设置socket位非阻塞
if err = syscall.SetNonblock(s, true); err != nil {　　closeFunc(s)
return -1, os.NewSyscallError("setnonblock", err)　　}
return s, nil　　
}
　　

　　listen：设置socket文件描述符为监听状态，把监听到的请求放入未完成的请求队列中，完成3次握手后，会把连接放入已完成的请求队列中等待accept获取处理
　　

func (fd *netFD) listenStream(laddr sockaddr, backlog int) error {if err := setDefaultListenerSockopts(fd.sysfd); err != nil {return err　　}
if lsa, err := laddr.sockaddr(fd.family); err != nil {return err　　}
else if lsa != nil {　　
　　
//绑定ip:port　　if err := syscall.Bind(fd.sysfd, lsa); err != nil {
　　return os.NewSyscallError("bind", err)
　　}
　　}
　　//监听socket文件描述符
　　if err := listenFunc(fd.sysfd, backlog); err != nil {
　　return os.NewSyscallError("listen", err)
　　}
　　if err := fd.init(); err != nil {
　　return err
　　}
　　lsa, _ := syscall.Getsockname(fd.sysfd)
　　fd.setAddr(fd.addrFunc()(lsa), nil)
　　return nil
　　
}
　　

　　accept：从已完成的队列里取出一个tcp连接，返回的是由内核根据当前socket信息创建的全新的tcp连接来处理数据的，同时原始创建好的socket还可以继续监听其他连接请求，如果没有获取到则阻塞当前goroutine
　　

func accept(s int) (int, syscall.Sockaddr, error) {　　//获取连接
　　ns, sa, err := acceptFunc(s)
　　if err == nil {
　　syscall.CloseOnExec(ns)
　　}
　　if err != nil {
　　return -1, nil, os.NewSyscallError("accept", err)
　　}
　　//设置为非阻塞
　　if err = syscall.SetNonblock(ns, true); err != nil {
　　closeFunc(ns)
　　return -1, nil, os.NewSyscallError("setnonblock", err)
　　}
　　return ns, sa, nil
　　
}
　　

　　connect：client端发起连接请求
　　

//发起连接请求　　func (fd *netFD) connect(la, ra syscall.Sockaddr, deadline time.Time, cancel