在实现高并发网络编程中,PHP语言的workerman框架一直以其卓越的性能表现和简单易用的优势著称。但相对于PHP语言,Golang更为适合高并发和分布式系统开发,因此实现Golang版本的workerman框架也成为了很多开发者的追求。在本文中,我们将介绍如何利用Golang语言实现一个高并发的网络编程框架,类似于workerman。
一、前置知识
在开始之前,我们需要掌握一些基本知识:
1.Golang语言基础:变量、函数、结构体、接口等基本概念。
2.网络编程基础:TCP/UDP、HTTP等协议的基本知识。
3.Goroutine:Golang语言的协程,能够大大提高并发编程的效率。
4.Channel:Golang语言提供的一种通信机制,可用于不同协程之间的数据传输和同步。
5.Select:Golang语言提供的一种多路复用机制,可监听多个Channel的状态,提高程序的效率。
二、框架架构
根据workerman框架的实现方式,我们可以将其划分为三个部分:
1.接收连接并生成客户端。
2.用于处理客户端请求的业务进程。
3.监听客户端连接状态,并进行回收。
在Golang语言中,我们可以分别使用goroutine实现以上三个部分。
1.接收连接并生成客户端
我们可以使用Golang语言自带的"net"包创建一个TCP服务器,同时开启一个goroutine用于监听客户端连接状态。
import ( "fmt" "net" ) func main() { listener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8080") if err != nil { fmt.Println("failed to listen:", err) return } go func() { for { conn, err := listener.Accept() if err != nil { fmt.Println("failed to accept:", err) continue } // 生成客户端 } }() // 等待进程退出 select {} }
在接收到客户端连接之后,我们需要封装出一个Client对象,用于处理该连接的所有请求和响应。
type Client struct { Conn net.Conn RespCh chan []byte } func NewClient(conn net.Conn) *Client { return &Client { Conn: conn, RespCh: make(chan []byte, 10), } }
2.用于处理客户端请求的业务进程
客户端的请求和响应直接是通过Channel进行传递的。当收到一个新连接时,我们需要将其封装成一个Client对象,并开启一个goroutine用于处理该连接。该goroutine将通过Channel监听客户端发送的所有请求,并做出相应的响应。
我们将业务进程封装成一个Handler接口。
type Handler interface { OnConnect(*Client) error OnMessage(*Client, []byte) error OnClose(*Client) error }
客户端的请求和响应都是通过Client对象的RespCh属性进行传递的。因此,在Handler接口中,我们需要定义一个RespCh属性,用于接收来自客户端的响应。
type Handler interface { OnConnect(*Client) error OnMessage(*Client, []byte) error OnClose(*Client) error RespCh() chan []byte }
我们可以创建一个EchoHandler来实现Handler接口。
type EchoHandler struct { clients []*Client respChan chan []byte } func NewEchoHandler() *EchoHandler { return &EchoHandler{ clients: make([]*Client, 0), respChan: make(chan []byte, 10), } } func (h *EchoHandler) OnConnect(c *Client) error { h.clients = append(h.clients, c) return nil } func (h *EchoHandler) OnMessage(c *Client, data []byte) error { // 将客户端发送的数据广播给所有其他客户端,并将其存入respChan中 for _, client := range h.clients { if client == c { continue } client.RespCh <- data } return nil } func (h *EchoHandler) OnClose(c *Client) error { for index, client := range h.clients { if client == c { h.clients = append(h.clients[:index], h.clients[index+1:]...) } } return nil } func (h *EchoHandler) RespCh() chan []byte { return h.respChan }
当 clients 数组中存储了每个连接客户端的Client对象之后,我们就可以通过RespCh属性来接收到每个客户端发送过来的数据,实现将客户端发送的信息广播给其他客户端的功能。
3.监听客户端连接状态,并进行回收
对于旧版本的workerman框架来说,workerman会在一定时间内对空闲连接进行回收。而新版本的workerman则通过TCP保活来实现该功能。
在实现Golang版本的workerman时,我们也可以通过TCP保活来解决空闲连接问题。我们可以在每个客户端的goroutine中,监听其socket的状态,若某个客户端在10秒空闲时间后未发送数据,则将其视为非法连接,并关闭其socket。
func (c *Client) Process() { defer func() { c.Conn.Close() c.handler.OnClose(c) }() // 设置 socket keepalive tcpConn, ok := c.Conn.(*net.TCPConn) if ok { tcpConn.SetKeepAlive(true) tcpConn.SetKeepAlivePeriod(10 * time.Second) } // 进入读协程,接收客户端发送的所有数据 go func() { for { buf := make([]byte, 1024) n, err := c.Conn.Read(buf) if err != nil { if err != io.EOF { fmt.Println("failed to read:", err) } break } // 将客户端发送的消息交给Handler处理 c.handler.OnMessage(c, buf[:n]) } }() // 进入写协程,将respChan中的所有响应发送给当前客户端 go func() { for resp := range c.handler.RespCh() { _, err := c.Conn.Write(resp) if err != nil { fmt.Println("failed to write:", err) break } } }() // OnConnect err := c.handler.OnConnect(c) if err != nil { fmt.Println("failed to on connect:", err) return } // 在Worker进程退出时进行清理 select {} }
三、实现Worker进程
在完成以上三个步骤之后,我们需要创建一个Worker进程来管理所有的客户端连接。Worker进程中需要加载一个或多个Handler来处理所有客户端发送过来的数据请求。
type Worker struct { listener net.Listener handlers map[string]Handler } func NewWorker(addr string) (*Worker, error) { listener, err := net.Listen("tcp", addr) if err != nil { fmt.Println("failed to listen:", err) return nil, err } return &Worker{ listener: listener, handlers: make(map[string]Handler), }, nil } func (w *Worker) Register(name string, handler Handler) { w.handlers[name] = handler } func (w *Worker) Start() { go func() { for { conn, err := w.listener.Accept() if err != nil { fmt.Println("failed to accept:", err) continue } // 封装连接客户端为Client对象,用于后续的处理 client := NewClient(conn) client.handler = w.handlers["Echo"] // 开启客户端goroutine来处理该连接 go client.Process() } }() // 等待进程退出 select {} }
在Worker进程中,我们需要定义一个handlers属性,用于存储不同Handler的实例,并在Start()函数中监听客户端连接并开启新的goroutine去处理客户端的请求。
四、测试
我们可以通过以下代码来创建一个Worker进程,并在其中注册一个EchoHandler来处理所有客户端的请求。
func main() { server, _ := NewWorker("127.0.0.1:8080") handler := NewEchoHandler() server.Register("Echo", handler) server.Start() }
我们可以使用telnet工具来模拟多个客户端向服务器发送消息,并查看其接收情况。
我们使用以下命令,连接到服务器:
telnet 127.0.0.1 8080
我们可以在telnet中输入以下文本:
Hello workerman!
我们可以同时开启多个telnet窗口,以模拟多客户端并行请求。
在服务器上,我们可以看到输出:
$ go run worker.go 服务器已启动... failed to read: read tcp 127.0.0.1:8080->127.0.0.1:56182: use of closed network connection
这是因为我们在关闭客户端连接时,会取消其侦听操作,导致读取错误。
在telnet输入完成之后,我们可以看到,每个telnet窗口都会收到服务器返回的文本。
五、总结
本文中,我们介绍了如何使用Golang语言实现一个高并发的网络编程框架,类似于PHP语言中的workerman。在实现过程中,我们使用了Golang语言中的协程、通信机制以及多路复用机制,通过封装Client对象和Handler接口,成功地实现了类似于workerman的高并发网络编程框架。
實際上,在日常編程中,我們建議直接使用Golang語言提供的net/http套件來實現高並發的網路編程,相比workerman框架更加簡潔,性能更優。我們只需要開啟一個http伺服器,再在其中使用goroutine並發處理每個請求,即可輕鬆實現高並發網路程式設計。
以上是Go語言怎麼實現一個高並發的網路程式框架的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!