前言
本文主要給大家介紹了關于Golang實現TCP連接的雙向拷貝的相關內容，分享出來供大家參考學習，下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧。
最簡單的實現
每次來一個Server的連接，就新開一個Client的連接。用一個goroutine從server拷貝到client，再用另外一個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)
}
一個值得注意的地方是io.Copy的默認buffer比較大，給一個小的buffer可以支持更多的并發連接。
這兩個goroutine并序在一個退出之后，另外一個也退出。這個的實現是通過關閉server或者client的socket來實現的。因為socket被關閉了，io.CopyBuffer 就會退出。
Client端實現連接池
一個顯而易見的問題是，每次Server的連接進來之后都需要臨時去建立一個新的Client的端的連接。這樣在代理的總耗時里就包括了一個tcp連接的握手時間。如果能夠讓Client端實現連接池復用已有連接的話，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)
}
這個版本的實現是顯而易見有問題的。因為連接在歸還到池里的時候并不能保證是還保持連接的狀態。另外一個更嚴重的問題是，因為client的連接不再被關閉了，當server端關閉連接時，從client向server做io.CopyBuffer的goroutine就無法退出了。
所以，有以下幾個問題要解決：
- 如何在一個goroutine時退出時另外一個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SetDeadline中斷Goroutine
一個普遍的觀點是Goroutine是無法被中斷的。當一個Goroutine在做conn.Read時，這個協程就被阻塞在那里了。實際上并不是毫無辦法的，我們可以通過conn.Close來中斷Goroutine。但是在連接池的情況下，又無法Close鏈接。另外一種做法就是通過SetDeadline為一個過去的時間戳來中斷當前正在進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SetDeadline實現了goroutine的中斷，然后通過sync.WaitGroup來保證這些使用方都退出了之后再歸還給連接池。否則一個連接被復用的時候，之前的使用方可能還沒有退出。
連接有效性
為了保證在歸還給pool之前，連接仍然是有效的。連接在被讀寫的過程中如果發現了error，我們就要標記這個連接是有問題的，會釋放之后直接close掉。但是SetDeadline必然會導致讀取或者寫入的時候出現一次timeout的錯誤，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 需要類型強轉來實現。
對于連接池里的conn是否仍然是有效的，如果用后臺不斷ping的方式來實現成本比較高。因為不同的協議要連接保持需要不同的ping的方式。一個最簡單的辦法就是下次用的時候試一下。如果連接不好用了，則改成新建一個連接，避免連續拿到無效的連接。通過這種方式把無效的連接給淘汰掉。
關于正確性
本文在杭州機場寫成，完全不保證內容的正確性
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。
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