前言
本文主要給大家介紹了關(guān)于Golang實(shí)現(xiàn)TCP連接的雙向拷貝的相關(guān)內(nèi)容，分享出來(lái)供大家參考學(xué)習(xí)，下面話不多說(shuō)了，來(lái)一起看看詳細(xì)的介紹吧。
最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)
每次來(lái)一個(gè)Server的連接，就新開一個(gè)Client的連接。用一個(gè)goroutine從server拷貝到client，再用另外一個(gè)goroutine從client拷貝到server。任何一方斷開連接，雙向都斷開連接。
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(1)
listener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8848")
if err != nil {
panic(err)
}
for {
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
panic(err)
}
go handle(conn.(*net.TCPConn))
}
}
func handle(server *net.TCPConn) {
defer server.Close()
client, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8849")
if err != nil {
fmt.Print(err)
return
}
defer client.Close()
go func() {
defer server.Close()
defer client.Close()
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(server, client, buf)
}()
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(client, server, buf)
}
一個(gè)值得注意的地方是io.Copy的默認(rèn)buffer比較大，給一個(gè)小的buffer可以支持更多的并發(fā)連接。
這兩個(gè)goroutine并序在一個(gè)退出之后，另外一個(gè)也退出。這個(gè)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)關(guān)閉server或者client的socket來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閟ocket被關(guān)閉了，io.CopyBuffer 就會(huì)退出。
Client端實(shí)現(xiàn)連接池
一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題是，每次Server的連接進(jìn)來(lái)之后都需要臨時(shí)去建立一個(gè)新的Client的端的連接。這樣在代理的總耗時(shí)里就包括了一個(gè)tcp連接的握手時(shí)間。如果能夠讓Client端實(shí)現(xiàn)連接池復(fù)用已有連接的話，可以縮短端到端的延遲。
var pool = make(chan net.Conn, 100)
func borrow() (net.Conn, error) {
select {
case conn := - pool:
return conn, nil
default:
return net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8849")
}
}
func release(conn net.Conn) error {
select {
case pool - conn:
// returned to pool
return nil
default:
// pool is overflow
return conn.Close()
}
}
func handle(server *net.TCPConn) {
defer server.Close()
client, err := borrow()
if err != nil {
fmt.Print(err)
return
}
defer release(client)
go func() {
defer server.Close()
defer release(client)
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(server, client, buf)
}()
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(client, server, buf)
}
這個(gè)版本的實(shí)現(xiàn)是顯而易見(jiàn)有問(wèn)題的。因?yàn)檫B接在歸還到池里的時(shí)候并不能保證是還保持連接的狀態(tài)。另外一個(gè)更嚴(yán)重的問(wèn)題是，因?yàn)閏lient的連接不再被關(guān)閉了，當(dāng)server端關(guān)閉連接時(shí)，從client向server做io.CopyBuffer的goroutine就無(wú)法退出了。
所以，有以下幾個(gè)問(wèn)題要解決：
- 如何在一個(gè)goroutine時(shí)退出時(shí)另外一個(gè)goroutine也退出？
- 怎么保證歸還給pool的連接是有效的？
- 怎么保持在pool中的連接仍然是一直有效的？
通過(guò)SetDeadline中斷Goroutine
一個(gè)普遍的觀點(diǎn)是Goroutine是無(wú)法被中斷的。當(dāng)一個(gè)Goroutine在做conn.Read時(shí)，這個(gè)協(xié)程就被阻塞在那里了。實(shí)際上并不是毫無(wú)辦法的，我們可以通過(guò)conn.Close來(lái)中斷Goroutine。但是在連接池的情況下，又無(wú)法Close鏈接。另外一種做法就是通過(guò)SetDeadline為一個(gè)過(guò)去的時(shí)間戳來(lái)中斷當(dāng)前正在進(jìn)行的阻塞讀或者阻塞寫。
var pool = make(chan net.Conn, 100)
type client struct {
conn net.Conn
inUse *sync.WaitGroup
}
func borrow() (clt *client, err error) {
var conn net.Conn
select {
case conn = - pool:
default:
conn, err = net.Dial("tcp", "127.0.0.1:18849")
}
if err != nil {
return nil, err
}
clt = client{
conn: conn,
inUse: sync.WaitGroup{},
}
return
}
func release(clt *client) error {
clt.conn.SetDeadline(time.Now().Add(-time.Second))
clt.inUse.Done()
clt.inUse.Wait()
select {
case pool - clt.conn:
// returned to pool
return nil
default:
// pool is overflow
return clt.conn.Close()
}
}
func handle(server *net.TCPConn) {
defer server.Close()
clt, err := borrow()
if err != nil {
fmt.Print(err)
return
}
clt.inUse.Add(1)
defer release(clt)
go func() {
clt.inUse.Add(1)
defer server.Close()
defer release(clt)
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(server, clt.conn, buf)
}()
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(clt.conn, server, buf)
}
通過(guò)SetDeadline實(shí)現(xiàn)了goroutine的中斷，然后通過(guò)sync.WaitGroup來(lái)保證這些使用方都退出了之后再歸還給連接池。否則一個(gè)連接被復(fù)用的時(shí)候，之前的使用方可能還沒(méi)有退出。
連接有效性
為了保證在歸還給pool之前，連接仍然是有效的。連接在被讀寫的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)了error，我們就要標(biāo)記這個(gè)連接是有問(wèn)題的，會(huì)釋放之后直接close掉。但是SetDeadline必然會(huì)導(dǎo)致讀取或者寫入的時(shí)候出現(xiàn)一次timeout的錯(cuò)誤，所以還需要把timeout排除掉。
var pool = make(chan net.Conn, 100)
type client struct {
conn net.Conn
inUse *sync.WaitGroup
isValid int32
}
const maybeValid = 0
const isValid = 1
const isInvalid = 2
func (clt *client) Read(b []byte) (n int, err error) {
n, err = clt.conn.Read(b)
if err != nil {
if !isTimeoutError(err) {
atomic.StoreInt32(clt.isValid, isInvalid)
}
} else {
atomic.StoreInt32(clt.isValid, isValid)
}
return
}
func (clt *client) Write(b []byte) (n int, err error) {
n, err = clt.conn.Write(b)
if err != nil {
if !isTimeoutError(err) {
atomic.StoreInt32(clt.isValid, isInvalid)
}
} else {
atomic.StoreInt32(clt.isValid, isValid)
}
return
}
type timeoutErr interface {
Timeout() bool
}
func isTimeoutError(err error) bool {
timeoutErr, _ := err.(timeoutErr)
if timeoutErr == nil {
return false
}
return timeoutErr.Timeout()
}
func borrow() (clt *client, err error) {
var conn net.Conn
select {
case conn = - pool:
default:
conn, err = net.Dial("tcp", "127.0.0.1:18849")
}
if err != nil {
return nil, err
}
clt = client{
conn: conn,
inUse: sync.WaitGroup{},
isValid: maybeValid,
}
return
}
func release(clt *client) error {
clt.conn.SetDeadline(time.Now().Add(-time.Second))
clt.inUse.Done()
clt.inUse.Wait()
if clt.isValid == isValid {
return clt.conn.Close()
}
select {
case pool - clt.conn:
// returned to pool
return nil
default:
// pool is overflow
return clt.conn.Close()
}
}
func handle(server *net.TCPConn) {
defer server.Close()
clt, err := borrow()
if err != nil {
fmt.Print(err)
return
}
clt.inUse.Add(1)
defer release(clt)
go func() {
clt.inUse.Add(1)
defer server.Close()
defer release(clt)
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(server, clt, buf)
}()
buf := make([]byte, 2048)
io.CopyBuffer(clt, server, buf)
}
判斷 error 是否是 timeout 需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于連接池里的conn是否仍然是有效的，如果用后臺(tái)不斷ping的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)成本比較高。因?yàn)椴煌膮f(xié)議要連接保持需要不同的ping的方式。一個(gè)最簡(jiǎn)單的辦法就是下次用的時(shí)候試一下。如果連接不好用了，則改成新建一個(gè)連接，避免連續(xù)拿到無(wú)效的連接。通過(guò)這種方式把無(wú)效的連接給淘汰掉。
關(guān)于正確性
本文在杭州機(jī)場(chǎng)寫成，完全不保證內(nèi)容的正確性
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
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