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goweb-web服务

程序员文章站 2022-12-09 08:52:55
Web服务 Web服务可以让你在HTTP协议的基础上通过XML或者JSON来交换信息。如果你想知道上海的天气预报、中国石油的股价或者淘宝商家的一个商品信息，你可以编写一段简短的代码，通过抓取这些信息然后通过标准的接口开放出来，就如同你调用一个本地函数并返回一个值。 Web服务背后的关键在于平台的无关 ......

web服务

web服务可以让你在http协议的基础上通过xml或者json来交换信息。如果你想知道上海的天气预报、中国石油的股价或者淘宝商家的一个商品信息，你可以编写一段简短的代码，通过抓取这些信息然后通过标准的接口开放出来，就如同你调用一个本地函数并返回一个值。

web服务背后的关键在于平台的无关性，你可以运行你的服务在linux系统，可以与其他windows的asp.net程序交互，同样的，也可以通过同一个接口和运行在freebsd上面的jsp无障碍地通信。

目前主流的有如下几种web服务：rest、soap。

socket编程

在很多底层网络应用开发者的眼里一切编程都是socket，话虽然有点夸张，但却也几乎如此了，现在的网络编程几乎都是用socket来编程。你想过这些情景么？我们每天打开浏览器浏览网页时，浏览器进程怎么和web服务器进行通信的呢？当你用qq聊天时，qq进程怎么和服务器或者是你的好友所在的qq进程进行通信的呢？当你打开ppstream观看视频时，ppstream进程如何与视频服务器进行通信的呢？ 如此种种，都是靠socket来进行通信的，以一斑窥全豹，可见socket编程在现代编程中占据了多么重要的地位，这一节我们将介绍go语言中如何进行socket编程。

什么是socket？

socket起源于unix，而unix基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。socket就是该模式的一个实现，网络的socket数据传输是一种特殊的i/o，socket也是一种文件描述符。socket也具有一个类似于打开文件的函数调用：socket()，该函数返回一个整型的socket描述符，随后的连接建立、数据传输等操作都是通过该socket实现的。

常用的socket类型有两种：流式socket（sock_stream）和数据报式socket（sock_dgram）。流式是一种面向连接的socket，针对于面向连接的tcp服务应用；数据报式socket是一种无连接的socket，对应于无连接的udp服务应用。

socket如何通信

网络中的进程之间如何通过socket通信呢？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程pid来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实tcp/ip协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中需要互相通信的进程，就可以利用这个标志在他们之间进行交互

使用tcp/ip协议的应用程序通常采用应用编程接口：unix bsd的套接字（socket）和unix system v的tli（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是为什么说“一切皆socket”。

socket基础知识

通过上面的介绍我们知道socket有两种：tcp socket和udp socket，tcp和udp是协议，而要确定一个进程的需要三元组，需要ip地址和端口。

ipv4地址

目前的全球因特网所采用的协议族是tcp/ip协议。ip是tcp/ip协议中网络层的协议，是tcp/ip协议族的核心协议。目前主要采用的ip协议的版本号是4(简称为ipv4)，发展至今已经使用了30多年。

ipv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方的网络设备可以联到internet上。近十年来由于互联网的蓬勃发展，ip位址的需求量愈来愈大，使得ip位址的发放愈趋紧张，前一段时间，据报道ipv4的地址已经发放完毕，我们公司目前很多服务器的ip都是一个宝贵的资源。

地址格式类似这样：127.0.0.1 172.122.121.111

ipv6地址

ipv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它是为了解决ipv4在实施过程中遇到的各种问题而被提出的，ipv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算ipv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在ipv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在ipv4中解决不好的其它问题，主要有端到端ip连接、服务质量（qos）、安全性、多播、移动性、即插即用等。

地址格式类似这样：2002:c0e8:82e7:0:0:0:c0e8:82e7

这一节讲了tcp编程，幸好我之前学习过一点tcp编程的知识，不然又是啥都不知道~~~~

websocket

websocket是html5的重要特性，它实现了基于浏览器的远程socket，它使浏览器和服务器可以进行全双工通信，许多浏览器（firefox、google chrome和safari）都已对此做了支持。

在websocket出现之前，为了实现即时通信，采用的技术都是“轮询”，即在特定的时间间隔内，由浏览器对服务器发出http request，服务器在收到请求后，返回最新的数据给浏览器刷新，“轮询”使得浏览器需要对服务器不断发出请求，这样会占用大量带宽。

websocket采用了一些特殊的报头，使得浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，就可以在浏览器和服务器之间建立一条连接通道。且此连接会保持在活动状态，你可以使用javascript来向连接写入或从中接收数据，就像在使用一个常规的tcp socket一样。它解决了web实时化的问题，相比传统http有如下好处：

  • 一个web客户端只建立一个tcp连接
  • websocket服务端可以推送(push)数据到web客户端.
  • 有更加轻量级的头，减少数据传送量

websocket url的起始输入是ws://或是wss://（在ssl上

go实现websocket

websocket分为客户端和服务端，接下来我们将实现一个简单的例子:用户输入信息，客户端通过websocket将信息发送给服务器端，服务器端收到信息之后主动push信息到客户端，然后客户端将输出其收到的信息，客户端的代码如下：

<html>
<head></head>
<body>
    <script type="text/javascript">
        var sock = null;
        var wsuri = "ws://127.0.0.1:1234";

        window.onload = function() {

            console.log("onload");

            sock = new websocket(wsuri);

            sock.onopen = function() {
                console.log("connected to " + wsuri);
            }

            sock.onclose = function(e) {
                console.log("connection closed (" + e.code + ")");
            }

            sock.onmessage = function(e) {
                console.log("message received: " + e.data);
            }
        };

        function send() {
            var msg = document.getelementbyid('message').value;
            sock.send(msg);
        };
    </script>
    <h1>websocket echo test</h1>
    <form>
        <p>
            message: <input id="message" type="text" value="hello, world!">
        </p>
    </form>
    <button onclick="send();">send message</button>
</body>
</html>

可以看到客户端js，很容易的就通过websocket函数建立了一个与服务器的连接sock，当握手成功后，会触发websocket对象的onopen事件，告诉客户端连接已经成功建立。客户端一共绑定了四个事件。

1）onopen 建立连接后触发
2）onmessage 收到消息后触发
3）onerror 发生错误时触发
4）onclose 关闭连接时触发
我们服务器端的实现如下：

package main

import (
    "golang.org/x/net/websocket"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
)

func echo(ws *websocket.conn) {
    var err error

    for {
        var reply string

        if err = websocket.message.receive(ws, &reply); err != nil {
            fmt.println("can't receive")
            break
        }

        fmt.println("received back from client: " + reply)

        msg := "received:  " + reply
        fmt.println("sending to client: " + msg)

        if err = websocket.message.send(ws, msg); err != nil {
            fmt.println("can't send")
            break
        }
    }
}

func main() {
    http.handle("/", websocket.handler(echo))

    if err := http.listenandserve(":1234", nil); err != nil {
        log.fatal("listenandserve:", err)
    }
}

当客户端将用户输入的信息send之后，服务器端通过receive接收到了相应信息，然后通过send发送了应答信息

目前随着html5的发展，我想未来websocket会是web开发的一个重点，我们需要储备这方面的知识

rest

restful，是目前最为流行的一种互联网软件架构。因为它结构清晰、符合标准、易于理解、扩展方便，所以正得到越来越多网站的采用。本小节我们将来学习它到底是一种什么样的架构？以及在go里面如何来实现它。

什么是rest

rest(representational state transfer)这个概念，首次出现是在 2000年roy thomas fielding（他是http规范的主要编写者之一）的博士论文中，它指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是restful的。

要理解什么是rest，我们需要理解下面几个概念:

  • 资源（resources） rest是"表现层状态转化"，其实它省略了主语。"表现层"其实指的是"资源"的"表现层"。
    那么什么是资源呢？就是我们平常上网访问的一张图片、一个文档、一个视频等。这些资源我们通过uri来定位，也就是一个uri表示一个资源。

  • 表现层（representation）

资源是做一个具体的实体信息，他可以有多种的展现方式。而把实体展现出来就是表现层，例如一个txt文本信息，他可以输出成html、json、xml等格式，一个图片他可以jpg、png等方式展现，这个就是表现层的意思。

uri确定一个资源，但是如何确定它的具体表现形式呢？应该在http请求的头信息中用accept和content-type字段指定，这两个字段才是对"表现层"的描述。

  • 状态转化（state transfer）

访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中，肯定涉及到数据和状态的变化。而http协议是无状态的，那么这些状态肯定保存在服务器端，所以如果客户端想要通知服务器端改变数据和状态的变化，肯定要通过某种方式来通知它。

客户端能通知服务器端的手段，只能是http协议。具体来说，就是http协议里面，四个表示操作方式的动词：get、post、put、delete。它们分别对应四种基本操作：get用来获取资源，post用来新建资源（也可以用于更新资源），put用来更新资源，delete用来删除资源。

综合上面的解释，我们总结一下什么是restful架构：

（1）每一个uri代表一种资源；
（2）客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；
（3）客户端通过四个http动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。
web应用要满足rest最重要的原则是:客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的,即从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。如果服务器在请求之间的任何时间点重启，客户端不会得到通知。此外此请求可以由任何可用服务器回答，这十分适合云计算之类的环境。因为是无状态的，所以客户端可以缓存数据以改进性能。

另一个重要的rest原则是系统分层，这表示组件无法了解除了与它直接交互的层次以外的组件。通过将系统知识限制在单个层，可以限制整个系统的复杂性，从而促进了底层的独立性。

当rest架构的约束条件作为一个整体应用时，将生成一个可以扩展到大量客户端的应用程序。它还降低了客户端和服务器之间的交互延迟。统一界面简化了整个系统架构，改进了子系统之间交互的可见性。rest简化了客户端和服务器的实现，而且对于使用rest开发的应用程序更加容易扩展

restful的实现

go没有为rest提供直接支持，但是因为restful是基于http协议实现的，所以我们可以利用net/http包来自己实现，当然需要针对rest做一些改造，rest是根据不同的method来处理相应的资源，目前已经存在的很多自称是rest的应用，其实并没有真正的实现rest

rest就是根据不同的method访问同一个资源的时候实现不同的逻辑处理。

rest是一种架构风格，汲取了www的成功经验：无状态，以资源为中心，充分利用http协议和uri协议，提供统一的接口定义，使得它作为一种设计web服务的方法而变得流行。在某种意义上，通过强调uri和http等早期internet标准，rest是对大型应用程序服务器时代之前的web方式的回归。目前go对于rest的支持还是很简单的，通过实现自定义的路由规则，我们就可以为不同的method实现不同的handle，这样就实现了rest的架构。

rpc

前面几个小节我们介绍了如何基于socket和http来编写网络应用，通过学习我们了解了socket和http采用的是类似"信息交换"模式，即客户端发送一条信息到服务端，然后(一般来说)服务器端都会返回一定的信息以表示响应。客户端和服务端之间约定了交互信息的格式，以便双方都能够解析交互所产生的信息。但是很多独立的应用并没有采用这种模式，而是采用类似常规的函数调用的方式来完成想要的功能。

rpc就是想实现函数调用模式的网络化。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递到服务端，服务端解包到处理过程中执行，然后执行的结果反馈给客户端。

rpc（remote procedure call protocol）——远程过程调用协议，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。它假定某些传输协议的存在，如tcp或udp，以便为通信程序之间携带信息数据。通过它可以使函数调用模式网络化。在osi网络通信模型中，rpc跨越了传输层和应用层。rpc使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。

go rpc

go标准包中已经提供了对rpc的支持，而且支持三个级别的rpc：tcp、http、jsonrpc。但go的rpc包是独一无二的rpc，它和传统的rpc系统不同，它只支持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已经提供了对rpc的良好支持，通过上面http、tcp、json rpc的实现,我们就可以很方便的开发很多分布式的web应用，我想作为读者的你已经领会到这一点。但遗憾的是目前go尚未提供对soap rpc的支持，欣慰的是现在已经有第三方的开源实现了。

可惜，rpc这我根本看不懂┭┮﹏┭┮，只是大概知道它是怎嘛做的

这一章我们介绍了目前流行的几种主要的网络应用开发方式，第一小节介绍了网络编程中的基础:socket编程，因为现在网络正在朝云的方向快速进化，作为这一技术演进的基石的的socket知识，作为开发者的你，是必须要掌握的。第二小节介绍了正愈发流行的html5中一个重要的特性websocket，通过它,服务器可以实现主动的push消息，以简化以前ajax轮询的模式。第三小节介绍了rest编写模式，这种模式特别适合来开发网络应用api，目前移动应用的快速发展，我觉得将来会是一个潮流。第四小节介绍了go实现的rpc相关知识，对于上面四种开发方式，go都已经提供了良好的支持，net包及其子包,是所有涉及到网络编程的工具的所在地

(〝▼皿▼)这一章一节比一节难，尤其是最后一节

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