Golang的TCP和UDP实现

这篇文章介绍了Golang如何实现TCP和UDP传输，转自Mina Andrawos的Implementing UDP vs TCP in Golang。

Go被称为可移植的系统编程语言，以其简洁的语法、易于部署和良好的性能受到后端程序员的欢迎。网络通信是后端服务软件的一个重要功能，目前存在大量的应用层的通信协议能够满足这个功能需求。构建这些协议的技术基础或是TCP、或是UDP，在这篇文章将简要介绍两种协议的Go语言实现。

TCP IN GO

TCP作为HTTP协议实现的底层核心协议受到了广泛的关注，很多文章对Go语言的TCP支持都有所介绍。下面的内容将涉及Go语言中TCP的实际应用。 首先需要导入Go语言的net包，net包中包含了众多的网络通信协议的支持。关于TCP协议的支持涉及到TCPAddr、TCPConn和TCPListener等具体类型，如果您有兴趣可以进行深入研究。 在大多数应用场景中，我们并不需要直接调用这些类型，除非对网络连接有更高的要求。

UDP IN GO

Go语言对UDP的支持并没有像TCP那样被众多的博客和论坛关注。UDP作为一个重要的传输层协议，是构成很多应用层软件协议的基础。 net包支持很多关于UDP协议的类型，包括UDPConn和UDPAddr。许多网络上的实现的例子都是基于这些基础类型直接实现UDP，然而在Go中还有更优雅的方式实现UDP。 像对TCP支持一样，Go也提供了很多抽象接口用于实现UDP网络通信，最为重要的包是PacketConn包。

UDP VS TCP IN GOLANG: CLIENT IMPLEMENTATION

终于到了看代码的时候了，如果我们基于接口实现客户端，TCP和UDP的实现方式没有什么明显的区别。

TCP：

//Connect TCP
conn, err := net.Dial("tcp", "host:port")
if err != nil {
    return err
}
defer conn.Close()

//simple Read
buffer := make([]byte, 1024)
conn.Read(buffer)

//simple write
conn.Write([]byte("Hello from client"))

net.Dial()返回Conn接口，接口支持Read和Write方法。 net.Dial()引入了"tcp"参数，说明我们将建立一个tcp连接，我们引入的第二个参数作为连接的目标地址。 现在来看一下UDP的实现代码：

//Connect udp
conn, err := net.Dial("udp", "host:port")
if err != nil {
    return err
}
defer conn.Close()

//simple Read
buffer := make([]byte, 1024)
conn.Read(buffer)

//simple write
conn.Write([]byte("Hello from client"))

相当直观的实现！唯一的不同就是net.Dial()的第一个参数，这里的参数是"udp"，表示我们将进行一次UDP的连接。

UDP VS TCP IN GOLANG: SERVER IMPLEMENTATION

UDP和TCO服务端程序的实现由很大的不同，在TCP场景下，我们需要使用 Listener 接口监听和接受TCP连接：

// listen to incoming tcp connections
l, err := net.Listen("tcp", "host:port")
if err != nil {
    return err
}
defer l.Close()
// A common pattern is to start a loop to continously accept connections
for {
    //accept connections using Listener.Accept()
    c, err := l.Accept()
    if err!= nil {
        return err
    }
    //It's common to handle accepted connection on different goroutines
    go handleConnection(c)
}

代码简单、直观，只需要理解基本的TCP连接知识：服务器监听连接请求、接受请求、并且通过读取或者写入数据处理请求。下面我们看一下如何读取和写入数据：

func handleConnection(c net.Conn) {
    //some code...

    //Simple read from connection
    buffer := make([]byte, 1024)
    c.Read(buffer)

    //simple write to connection
    c.Write([]byte("Hello from server"))
}

注意Listener.Accept()返回的连接请求也是Conn接口类型，这个跟TCP客户端返回的数据类型相同。所以他同样支持io.Reader和io.Writer方法。 UDP的服务器实现基于不同的方式，这里使用PacketConn接口：

// listen to incoming udp packets
pc, err := net.ListenPacket("udp", "host:port")
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer pc.Close()

//simple read
buffer := make([]byte, 1024)
pc.ReadFrom(buffer)

//simple write
pc.WriteTo([]byte("Hello from client"), addr)

对于UDP服务器来说，我们调用net.ListenPacket()，并且引入参数"udp"来处理UDP连接请求。PacketConn不支持io.reader和io.writer，但是他支持两个替代方法ReadFrom()和WriteTo()。 希望这篇文章能够帮助您开启Go中的TCP和UDP实现的研究之路。