go标准库的学习-net/rpc
参考:https://studygolang.com/pkgdoc
导入方法:
import "net/rpc"
RPC(Remote Procedure Call Protocol)就是想实现函数调用模式的网络化,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。
客户端就像调用本地函数一样,然后客户端把这些参数打包之后通过网络传给服务端,服务端解包到处理过程中执行,然后执行结果返回给客户端
运行时一次客户机对服务器的RPC调用步骤有:
- 调用客户端句柄,执行传送参数
- 调用本地系统内核发送网络信息
- 消息传送到远程主机
- 服务器句柄得到消息并取得参数
- 执行远程过程
- 执行的过程将结果返回服务器句柄
- 服务器句柄返回结果,调用远程系统内核
- 消息传回本地主机
- 客户句柄由内核接收消息
- 客户接收句柄返回的数据
Go标准包中已经提供了对RPC的支持,支持三个级别的RPC:TCP、HTTP、JSONRPC,下面将一一说明
Go的RPC包与传统的RPC系统不同,他只支持Go开发的服务器与客户端之间的交互,因为在内部,它们采用了Gob来编码
Go RPC的函数要满足下面的条件才能够被远程调用,不然会被忽略:
- 函数必须是导出的,即首字母为大写
- 必须有两个导出类型的参数
- 第一个参数是接收的参数,第二个参数是返回给客户端的参数,第二个参数必须是指针类型的
- 函数还要有一个error类型返回值。方法的返回值,如果非nil,将被作为字符串回传,在客户端看来就和errors.New创建的一样。如果返回了错误,回复的参数将不会被发送给客户端。
举个例子,正确的RPC函数格式为:
func (t *T) MethidName(argType T1, replyType *T2) error
T、T1和T2类型都必须能被encoding/gob包编解码
任何RPC都需要通过网络来传递数据,Go RPC可以利用HTTP和TCP来传递数据
Constants
const (
// HandleHTTP使用的默认值
DefaultRPCPath = "/_goRPC_"
DefaultDebugPath = "/debug/rpc"
)
Variables
var DefaultServer = NewServer()
DefaultServer是*Server的默认实例,本包和Server方法同名的函数都是对其方法的封装。
type Server
type Server struct {
// 内含隐藏或非导出字段
}
Server代表RPC服务端。
func NewServer
func NewServer() *Server
NewServer创建并返回一个*Server。
func (*Server) Register
func (server *Server) Register(rcvr interface{}) error
Register在server注册并公布rcvr的方法集中满足如下要求的方法:
- 方法是导出的
- 方法有两个参数,都是导出类型或内建类型
- 方法的第二个参数是指针
- 方法只有一个error接口类型的返回值
如果rcvr不是一个导出类型的值,或者该类型没有满足要求的方法,Register会返回错误。Register也会使用log包将错误写入日志。客户端可以使用格式为"Type.Method"的字符串访问这些方法,其中Type是rcvr的具体类型。
func (*Server) RegisterName
func (server *Server) RegisterName(name string, rcvr interface{}) error
RegisterName类似Register,但使用提供的name代替rcvr的具体类型名作为服务名。
func Register
func Register(rcvr interface{}) error
Register在DefaultServer注册并公布rcvr的方法。
其实就相当于调用NewServer函数生成一个*Server,然后再调用其的(*Server) Register函数
func HandleHTTP
func HandleHTTP()
HandleHTTP函数注册DefaultServer的RPC信息HTTP处理器对应到DefaultRPCPath,和DefaultServer的debug处理器对应到DefaultDebugPath。HandleHTTP函数会注册到http.DefaultServeMux。之后,仍需要调用http.Serve(),一般会另开线程:"go http.Serve(l, nil)"
其实就相当于调用NewServer函数生成一个*Server,然后再调用其的(*Server) HandleHTTP函数
func DialHTTP
func DialHTTP(network, address string) (*Client, error)
DialHTTP在指定的网络和地址与在默认HTTP RPC路径监听的HTTP RPC服务端连接。
func DialHTTPPath
func DialHTTPPath(network, address, path string) (*Client, error)
DialHTTPPath在指定的网络、地址和路径与HTTP RPC服务端连接。
上面两个函数都是通过HTTP的方式和服务器建立连接,之间的区别之在于是否设置上下文路径。
type Client
type Client struct {
codec ClientCodec reqMutex sync.Mutex // protects following
request Request mutex sync.Mutex // protects following
seq uint64
pending map[uint64]*Call
closing bool // user has called Close
shutdown bool // server has told us to stop
}
Client类型代表RPC客户端。同一个客户端可能有多个未返回的调用,也可能被多个go程同时使用。
func (*Client) Call
func (client *Client) Call(serviceMethod string, args interface{}, reply interface{}) error
Call调用指定的方法,等待调用返回,将结果写入reply,然后返回执行的错误状态。
有三个参数,第一个要写调用函数的名字,第二个是要传递的参数,第三个是要返回的参数(这个注意是指针类型)
举例:
HTTP RPC
利用HTTP的好处是可以直接复用net/http中的一些函数,下面举例说明:
服务端:
package main import (
"fmt"
"net/http"
"net/rpc"
"errors"
) type Args struct{
A, B int
} type Quotient struct{
Quo, Rem int
} type Arith int func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error{
*reply = args.A * args.B
return nil
} func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error{
if args.B == 0{
return errors.New("divide by zero")
}
quo.Quo = args.A / args.B
quo.Rem = args.A % args.B
return nil
} func main() {
arith := new(Arith)
rpc.Register(arith)
rpc.HandleHTTP() err := http.ListenAndServe(":1234", nil)
if err != nil{
fmt.Println(err.Error())
}
}
客户端:
package main import (
"fmt"
"net/rpc"
"log"
"os"
)
type Args struct{
A, B int
} type Quotient struct{
Quo, Rem int
} func main() {
if len(os.Args) != 2{
fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server")
os.Exit(1)
}
serverAddress := os.Args[1] client, err := rpc.DialHTTP("tcp", serverAddress + ":1234")
if err != nil{
log.Fatal("dialing : ", err)
} //Synchronous call
args := Args{17, 8}
var reply int
err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
if err != nil{
log.Fatal("arith error : ", err)
}
fmt.Printf("Arith: %d*%d = %d \n", args.A, args.B, reply) var quot Quotient
err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
if err != nil{
log.Fatal("arith error : ", err)
}
fmt.Printf("Arith: %d/%d = %d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)
}
客户端返回:
userdeMBP:go-learning user$ go run test.go
Usage: /var/folders/2_/g5wrlg3x75zbzyqvsd5f093r0000gn/T/go-build438875911/b001/exe/test server
exit status 1
userdeMBP:go-learning user$ go run test.go 127.0.0.1
Arith: 17*8 = 136
Arith: 17/8 = 2 remainder
TCP RPC连接
func Dial
func Dial(network, address string) (*Client, error)
Dial在指定的网络和地址与RPC服务端连接。
func (*Server) ServeConn
func (server *Server) ServeConn(conn io.ReadWriteCloser)
ServeConn在单个连接上执行server。ServeConn会阻塞,服务该连接直到客户端挂起。调用者一般应另开线程调用本函数:"go server.ServeConn(conn)"。ServeConn在该连接使用gob(参见encoding/gob包)有线格式。要使用其他的编解码器,可调用ServeCodec方法。
func ServeConn
func ServeConn(conn io.ReadWriteCloser)
ServeConn在单个连接上执行DefaultServer。ServeConn会阻塞,服务该连接直到客户端挂起。调用者一般应另开线程调用本函数:"go ServeConn(conn)"。ServeConn在该连接使用gob(参见encoding/gob包)有线格式。要使用其他的编解码器,可调用ServeCodec方法。
其实就相当于调用NewServer函数生成一个*Server,然后再调用其的(*Server) ServeConn函数
JSON RPC连接
服务端:
package main import (
"fmt"
"net"
"net/rpc"
"net/rpc/jsonrpc"
"errors"
"os"
) type Args struct{
A, B int
} type Quotient struct{
Quo, Rem int
} type Arith int func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error{
*reply = args.A * args.B
return nil
} func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error{
if args.B == 0{
return errors.New("divide by zero")
}
quo.Quo = args.A / args.B
quo.Rem = args.A % args.B
return nil
} func main() {
arith := new(Arith)
rpc.Register(arith) tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", ":1234")//jsonrpc是基于TCP协议的,现在他还不支持http协议
if err != nil{
fmt.Println(err.Error())
os.Exit(1)
} listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
if err != nil{
fmt.Println(err.Error())
os.Exit(1)
}
for{
conn, err := listener.Accept()
if err != nil{
continue
}
jsonrpc.ServeConn(conn)
}
}
客户端:
package main import (
"fmt"
"net/rpc/jsonrpc"
"log"
"os"
)
type Args struct{
A, B int
} type Quotient struct{
Quo, Rem int
} func main() {
if len(os.Args) != 2{
fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server:port")
os.Exit(1)
}
service := os.Args[1] client, err := jsonrpc.Dial("tcp", service)
if err != nil{
log.Fatal("dialing : ", err)
} //Synchronous call
args := Args{17, 8}
var reply int
err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
if err != nil{
log.Fatal("arith error : ", err)
}
fmt.Printf("Arith: %d*%d = %d \n", args.A, args.B, reply) var quot Quotient
err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
if err != nil{
log.Fatal("arith error : ", err)
}
fmt.Printf("Arith: %d/%d = %d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)
}
客户端返回:
userdeMBP:go-learning user$ go run test.go 127.0.0.1:1234
Arith: 17*8 = 136
Arith: 17/8 = 2 remainder
type Request
type Request struct {
ServiceMethod string // 格式:"Service.Method"
Seq uint64 // 由客户端选择的序列号
// 内含隐藏或非导出字段
}
Request是每个RPC调用请求的头域。它是被内部使用的,这里的文档用于帮助debug,如分析网络拥堵时。
type Response
type Response struct {
ServiceMethod string // 对应请求的同一字段
Seq uint64 // 对应请求的同一字段
Error string // 可能的错误
// 内含隐藏或非导出字段
}
Response是每个RPC调用回复的头域。它是被内部使用的,这里的文档用于帮助debug,如分析网络拥堵时。
type ClientCodec
type ClientCodec interface {
// 本方法必须能安全的被多个go程同时使用
WriteRequest(*Request, interface{}) error
ReadResponseHeader(*Response) error
ReadResponseBody(interface{}) error
Close() error
}
ClientCodec接口实现了RPC会话的客户端一侧RPC请求的写入和RPC回复的读取。客户端调用WriteRequest来写入请求到连接,然后成对调用ReadRsponseHeader和ReadResponseBody以读取回复。客户端在结束该连接的事务时调用Close方法。ReadResponseBody可以使用nil参数调用,以强制回复的主体被读取然后丢弃。
func NewClient
func NewClient(conn io.ReadWriteCloser) *Client
NewClient返回一个新的Client,以管理对连接另一端的服务的请求。它添加缓冲到连接的写入侧,以便将回复的头域和有效负载作为一个单元发送。
func NewClientWithCodec
func NewClientWithCodec(codec ClientCodec) *Client
NewClientWithCodec类似NewClient,但使用指定的编解码器,以编码请求主体和解码回复主体。
NewClient使用默认编码gobClientCodec,NewClientWithCodec使用自定义的其它编码。
默认的gobClientCodec代码为:
type gobClientCodec struct {
rwc io.ReadWriteCloser
dec *gob.Decoder
enc *gob.Encoder
encBuf *bufio.Writer
}
//指定客户端将以什么样的编码方式将信息发送给服务端,在调用Go和Call函数是会自动使用WriteRequest方法发送信息
func (c *gobClientCodec) WriteRequest(r *Request, body interface{}) (err error) {
if err = c.enc.Encode(r); err != nil { //Encode方法将request r编码后发送
return
}
if err = c.enc.Encode(body); err != nil {//Encode方法将body编码后发送
return
}
return c.encBuf.Flush()
} func (c *gobClientCodec) ReadResponseHeader(r *Response) error {
return c.dec.Decode(r)////Decode从输入流读取下一个之并将该值存入response r
} func (c *gobClientCodec) ReadResponseBody(body interface{}) error {
return c.dec.Decode(body) //Decode从输入流读取下一个之并将该值存入body
} func (c *gobClientCodec) Close() error {
return c.rwc.Close()
}
创建Client时将调用默认成对调用ReadRsponseHeader和ReadResponseBody以读取回复
举例自定义编码:
package main import (
"log"
"net/rpc"
// "errors"
"fmt"
)
type shutdownCodec struct {
responded chan int
closed bool
} func (c *shutdownCodec) WriteRequest(*rpc.Request, interface{}) error {//这是client用来发送请求的方法
fmt.Println("call WriteRequest")
return nil
}
func (c *shutdownCodec) ReadResponseBody(interface{}) error{
fmt.Println("call ReadResponseBody")
return nil
}
func (c *shutdownCodec) ReadResponseHeader(*rpc.Response) error {
c.responded <- //如果注释掉这里,则会一直卡在"wait response : "
return nil
// return errors.New("shutdownCodec ReadResponseHeader") //如果返回的是error,那么就不会去调用ReadResponseBody了
}
func (c *shutdownCodec) Close() error {
c.closed = true
return nil
} func main() {
codec := &shutdownCodec{responded: make(chan int)}
client := rpc.NewClientWithCodec(codec)
fmt.Println("wait response : ") //从返回结果可以看出来,NewClientWithCodec后会自动成对调用ReadResponseBody和ReadResponseHeader
fmt.Println(<-codec.responded)
fmt.Println(codec.closed) //false
client.Close()
if !codec.closed {
log.Fatal("client.Close did not close codec")
}
fmt.Println(codec.closed) //true
}
type ServerCodec
type ServerCodec interface {
ReadRequestHeader(*Request) error
ReadRequestBody(interface{}) error
// 本方法必须能安全的被多个go程同时使用
WriteResponse(*Response, interface{}) error
Close() error
}
ServerCodec接口实现了RPC会话的服务端一侧RPC请求的读取和RPC回复的写入。服务端通过成对调用方法ReadRequestHeader和ReadRequestBody从连接读取请求,然后调用WriteResponse来写入回复。服务端在结束该连接的事务时调用Close方法。ReadRequestBody可以使用nil参数调用,以强制请求的主体被读取然后丢弃。
默认的gobServerCodec:
type gobServerCodec struct {
rwc io.ReadWriteCloser
dec *gob.Decoder
enc *gob.Encoder
encBuf *bufio.Writer
closed bool
} func (c *gobServerCodec) ReadRequestHeader(r *Request) error {
return c.dec.Decode(r) //解码并读取client发来的请求request
} func (c *gobServerCodec) ReadRequestBody(body interface{}) error {
return c.dec.Decode(body) //解码并读取client发来的请求body
}
//指定服务端将会以什么样的编码方式将数据返回给客户端,在调用ServeRequest和ServeCodec方法时会自动调用该WriteResponse函数
func (c *gobServerCodec) WriteResponse(r *Response, body interface{}) (err error) {
if err = c.enc.Encode(r); err != nil { //对响应信息request编码
if c.encBuf.Flush() == nil {
// Gob couldn't encode the header. Should not happen, so if it does,
// shut down the connection to signal that the connection is broken.
log.Println("rpc: gob error encoding response:", err)
c.Close()
}
return
}
if err = c.enc.Encode(body); err != nil {//对响应信息body编码
if c.encBuf.Flush() == nil {
// Was a gob problem encoding the body but the header has been written.
// Shut down the connection to signal that the connection is broken.
log.Println("rpc: gob error encoding body:", err)
c.Close()
}
return
}
return c.encBuf.Flush()
} func (c *gobServerCodec) Close() error {
if c.closed {
// Only call c.rwc.Close once; otherwise the semantics are undefined.
return nil
}
c.closed = true
return c.rwc.Close()
}
func (*Server) ServeCodec
func (server *Server) ServeCodec(codec ServerCodec)
ServeCodec类似ServeConn,但使用指定的编解码器,以编码请求主体和解码回复主体。
func (*Server) ServeRequest
func (server *Server) ServeRequest(codec ServerCodec) error
ServeRequest类似ServeCodec,但异步的服务单个请求。它不会在调用结束后关闭codec。
下面两个函数的不同在于他们使用在DefaultServer上:
func ServeCodec
func ServeCodec(codec ServerCodec)
ServeCodec类似ServeConn,但使用指定的编解码器,以编码请求主体和解码回复主体。
func ServeRequest
func ServeRequest(codec ServerCodec) error
ServeRequest类似ServeCodec,但异步的服务单个请求。它不会在调用结束后关闭codec。
func (*Client) Close
func (client *Client) Close() error
func (*Server) Accept
func (server *Server) Accept(lis net.Listener)
Accept接收监听器l获取的连接,然后服务每一个连接。Accept会阻塞,调用者应另开线程:"go server.Accept(l)"
举例:
package main import (
"log"
"net"
"net/rpc"
"strings"
"fmt"
)
type R struct {
// Not exported, so R does not work with gob.
// 所以这样运行的话会报错rpc: gob error encoding body: gob: type main.R has no exported fields
// msg []byte
Msg []byte //改成这样
} type S struct{} func (s *S) Recv(nul *struct{}, reply *R) error {
*reply = R{[]byte("foo")}
return nil
} func main() {
defer func() {
err := recover()
if err == nil {
log.Fatal("no error")
}
if !strings.Contains(err.(error).Error(), "reading body EOF") {
log.Fatal("expected `reading body EOF', got", err)
}
}()
//服务端
rpc.Register(new(S)) listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1234")//端口为0表示任意端口
if err != nil {
panic(err)
}
go rpc.Accept(listen) //必须用并发监听,因为客户端和服务端写在了一起 //客户端
client, err := rpc.Dial("tcp", listen.Addr().String())
if err != nil {
panic(err)
} var reply R
err = client.Call("S.Recv", &struct{}{}, &reply)
if err != nil {
panic(err)
} fmt.Printf("%q\n", reply) client.Close()
listen.Close() }
返回:
userdeMBP:go-learning user$ go run test.go
{"foo"}
// :: rpc.Serve: accept:accept tcp 127.0.0.1:: use of closed network connection
// :: no error
exit status
type Call
type Call struct {
ServiceMethod string // 调用的服务和方法的名称
Args interface{} // 函数的参数(下层为结构体指针)
Reply interface{} // 函数的回复(下层为结构体指针)
Error error // 在调用结束后,保管错误的状态
Done chan *Call // 对其的接收操作会阻塞,直到远程调用结束
}
Call类型代表一个执行中/执行完毕的RPC会话。
func (*Client) Go
func (client *Client) Go(serviceMethod string, args interface{}, reply interface{}, done chan *Call) *Call
Go异步的调用函数。本方法Call结构体类型指针的返回值代表该次远程调用。通道类型的参数done会在本次调用完成时发出信号(通过返回本次Go方法的返回值)。如果done为nil,Go会申请一个新的通道(写入返回值的Done字段);如果done非nil,done必须有缓冲,否则Go方法会故意崩溃。
举例:
使用的仍是上面TCP RPC的服务端,客户端改为:
package main import (
"fmt"
"net/rpc"
"log"
"os"
)
type Args struct{
A, B int
} type Quotient struct{
Quo, Rem int
} func main() {
if len(os.Args) != {
fmt.Println("Usage: ", os.Args[], "server:port")
os.Exit()
}
service := os.Args[] client, err := rpc.Dial("tcp", service)
if err != nil{
log.Fatal("dialing : ", err)
} //Synchronous call
args := Args{, }
var reply int
done := make(chan *rpc.Call, ) call := client.Go("Arith.Multiply", args, &reply, done) //异步调用,只有当该方法执行完毕后done的值才不为nil
if call.Error != nil {
log.Fatal(err)
} if resultCall := <-done; resultCall != nil {//如果不<-done,reply将不会有结果,reply将为0
fmt.Printf("Arith: %d*%d = %d \n", args.A, args.B, reply)
fmt.Printf("done : %#v\n", resultCall)
fmt.Printf("Multiply result : %#v\n", *(resultCall.Reply.(*int)))//根据Call的Reply得到返回的值
} var quot Quotient
err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
if err != nil{
log.Fatal("arith error : ", err)
}
fmt.Printf("Arith: %d/%d = %d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem) }
返回:
userdeMBP:go-learning user$ go run test.go 127.0.0.1:
Arith: * =
done : &rpc.Call{ServiceMethod:"Arith.Multiply", Args:main.Args{A:, B:}, Reply:(*int)(0xc000012100), Error:error(nil), Done:(chan *rpc.Call)(0xc0001142a0)}
Multiply result :
Arith: / = remainder
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