[Golang] 从零開始写Socket Server（2）： 自己定义通讯协议

在上一章我们做出来一个最基础的demo后，已经能够初步实现Server和Client之间的信息交流了~
这一章我会介绍一下怎么在Server和Client之间实现一个简单的通讯协议。从而增强整个信息交流过程的稳定性。

在Server和client的交互过程中，有时候非常难避免出现网络波动，而在通讯质量较差的时候，Client有可能无法将信息流一次性完整发送，终于传到Server上的信息非常可能变为非常多段。

例如以下图所看到的。本来应该是分条传输的json。结果由于一些原因连接在了一起，这时候就会出现故障啦。Server端要怎么推断收到的消息是否完整呢？~

唔，答案就是这篇文章的主题啦：在Server和Client交互的时候。增加一个通讯协议（protocol），让二者的交互通过这个协议进行封装。从而使Server可以推断收到的信息是否为完整的一段。（也就是解决分包的问题）

由于主要目的是为了让Server能推断client发来的信息是否完整，因此整个协议的核心思路并非非常复杂：

协议的核心就是设计一个头部（headers），在Client每次发送信息的时候将header封装进去。再让Server在每次收到信息的时候依照预定格式将消息进行解析，这样依据Client传来的数据中是否包括headers，就能够非常轻松的推断收到的信息是否完整了~

假设信息完整，那么就将该信息发送给下一个逻辑进行处理。假设信息不完整（缺少headers），那么Server就会把这条信息与前一条信息合并继续处理。

以下是协议部分的代码,主要分为数据的封装（Enpack）和解析（Depack）两个部分，当中Enpack用于Client端将传给server的数据封装。而Depack是Server用来解析数据，当中Const部分用于定义Headers。HeaderLength则是Headers的长度，用于后面Server端的解析。这里要说一下ConstMLength,这里代表Client传入信息的长度，由于在golang中。int转为byte后会占4长度的空间，因此设定为4。

每次Client向Server发送信息的时候。除了将Headers封装进去意以外，还会将传入信息的长度也封装进去，这样能够方便Server进行解析和校验。

//通讯协议处理
package protocol

import (
	"bytes"
	"encoding/binary"
)
const (
	ConstHeader         = "Headers"
	ConstHeaderLength   = 7
	ConstMLength = 4
)

//封包
func Enpack(message []byte) []byte {
	return append(append([]byte(ConstHeader), IntToBytes(len(message))...), message...)
}

//解包
func Depack(buffer []byte) []byte {
	length := len(buffer)

	var i int
	data := make([]byte, 32)
	for i = 0; i < length; i = i + 1 {
		if length < i+ConstHeaderLength+ConstMLength {
			break
		}
		if string(buffer[i:i+ConstHeaderLength]) == ConstHeader {
			messageLength := BytesToInt(buffer[i+ConstHeaderLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength])
			if length < i+ConstHeaderLength+ConstMLength+messageLength {
				break
			}
			data = buffer[i+ConstHeaderLength+ConstMLength : i+ConstHeaderLength+ConstMLength+messageLength]

		}
	}

	if i == length {
		return make([]byte, 0)
	}
	return data
}

//整形转换成字节
func IntToBytes(n int) []byte {
	x := int32(n)

	bytesBuffer := bytes.NewBuffer([]byte{})
	binary.Write(bytesBuffer, binary.BigEndian, x)
	return bytesBuffer.Bytes()
}

//字节转换成整形
func BytesToInt(b []byte) int {
	bytesBuffer := bytes.NewBuffer(b)

	var x int32
	binary.Read(bytesBuffer, binary.BigEndian, &x)

	return int(x)
}

协议写好之后，接下来就是在Server和Client的代码中应用协议啦，以下是Server端的代码，主要负责解析Client通过协议发来的信息流：

package main  

import (
    "protocol"
    "fmt"
    "net"
    "os"
)  

func main() {
    netListen, err := net.Listen("tcp", "localhost:6060")
    CheckError(err)  

    defer netListen.Close()  

    Log("Waiting for clients")
    for {
        conn, err := netListen.Accept()
        if err != nil {
            continue
        }  

        //timeouSec :=10
        //conn.
        Log(conn.RemoteAddr().String(), " tcp connect success")
        go handleConnection(conn)  

    }
}  

func handleConnection(conn net.Conn) {  

    // 缓冲区，存储被截断的数据
    tmpBuffer := make([]byte, 0)  

    //接收解包
    readerChannel := make(chan []byte, 16)
    go reader(readerChannel)  

    buffer := make([]byte, 1024)
    for {
    n, err := conn.Read(buffer)
    if err != nil {
    Log(conn.RemoteAddr().String(), " connection error: ", err)
    return
    }  

    tmpBuffer = protocol.Depack(append(tmpBuffer, buffer[:n]...))
    }
    defer conn.Close()
}  

func reader(readerChannel chan []byte) {
    for {
        select {
        case data := <-readerChannel:
            Log(string(data))
        }
    }
}  

func Log(v ...interface{}) {
    fmt.Println(v...)
}  

func CheckError(err error) {
    if err != nil {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())
        os.Exit(1)
    }
}  

然后是Client端的代码，这个简单多了。仅仅要给信息封装一下就能够了~：

package main
import (
"protocol"
"fmt"
"net"
"os"
"time"
"strconv"  

)  

func send(conn net.Conn) {
    for i := 0; i < 100; i++ {
        session:=GetSession()
        words := "{\"ID\":"+ strconv.Itoa(i) +"\",\"Session\":"+session +"2015073109532345\",\"Meta\":\"golang\",\"Content\":\"message\"}"
        conn.Write(protocol.Enpacket([]byte(words)))
    }
    fmt.Println("send over")
    defer conn.Close()
}  

func GetSession() string{
    gs1:=time.Now().Unix()
    gs2:=strconv.FormatInt(gs1,10)
    return gs2
}  

func main() {
    server := "localhost:6060"
    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4", server)
    if err != nil {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())
        os.Exit(1)
    }  

    conn, err := net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)
    if err != nil {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "Fatal error: %s", err.Error())
        os.Exit(1)
    }  

    fmt.Println("connect success")
    send(conn)  

}  

这样我们就成功实如今Server和Client之间建立一套自己定义的基础通讯协议啦，让我们执行一下看下效果：

成功识别每一条Client发来的信息啦~~

很多其它具体信息能够參考这篇文章： golang中tcp socket粘包问题和处理

我已经把SocketServer系列的代码整合到了一起，公布到了我个人的github上：点击链接，
希望大家有兴趣的能够学习star一下～