54. 心跳的实现 | 厚土Go学习笔记

时间:2022-05-04
本文章向大家介绍54. 心跳的实现 | 厚土Go学习笔记，主要内容包括短连接、长连接、客户端运行效果是这样的、基本概念、基础应用、原理机制和需要注意的事项等，并结合实例形式分析了其使用技巧，希望通过本文能帮助到大家理解应用这部分内容。

在多客户端同时访问服务器的工作模式下，首先要保证服务端的运行正常。因此，Server在和Client建立通讯后，确保连接的及时断开就非常重要。否则，多个客户端长时间占用着连接不关闭，是非常可怕的服务器资源浪费。会使得服务器可服务的客户端数量大幅度减少。 因此，针对短连接和长连接，根据业务的需要，配套不同的处理机制。

短连接

一般建立完连接，就立刻传输数据。传输完数据，连接就关闭。服务端根据需要，设定连接的时长。超过时间长度，就算客户端超时。立刻关闭连接。

长连接

建立连接后，传输数据，然后要保持连接，然后再次传输数据。直到连接关闭。

socket 读写可以通过 SetDeadline、SetReadDeadline、SetWriteDeadline设置阻塞的时间。

func (*IPConn) SetDeadline  
func (c *IPConn) SetDeadline(t time.Time) error  
  
func (*IPConn) SetReadDeadline  
func (c *IPConn) SetReadDeadline(t time.Time) error  
  
func (*IPConn) SetWriteDeadline  
func (c *IPConn) SetWriteDeadline(t time.Time) error

如果做短连接，直接在 Server 端的连接上设置SetReadDeadline。当你设置的时限到达，无论客户端是否还在继续传递信息，服务端都不会再接收。并且已经关闭连接。

func main() {
    server := ":7373"
    netListen, err := net.Listen("tcp", server)
    if err != nil{
        Log("connect error: ", err)
        os.Exit(1)
    }
    Log("Waiting for Client ...")
    for{
        conn, err := netListen.Accept()
        if err != nil{
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            continue
        }

        //设置短连接(10秒)
        conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Duration(10)*time.Second))

        Log(conn.RemoteAddr().String(), "connect success!")
        ...
    }
}

这就可以了。在这段代码中，每当10秒中的时限一到，连接就终止了。 这个很容易做到。而我们重点要讲的是，在长连接中如何做到超时控制。 根据业务需要，客户端可能需要长时间保持连接。但是服务端不能无限制的保持。这就需要一个机制，如果超过某个时间长度，服务端没有获得客户端的数据，就判定客户端已经不需要连接了（比如客户端挂掉了）。 做到这个，需要一个心跳机制。在限定的时间内，客户端给服务端发送一个指定的消息，以便服务端知道客户端还活着。

func sender(conn *net.TCPConn) {
    for i := 0; i < 10; i++{
        words := strconv.Itoa(i)+" Hello I'm MyHeartbeat Client."
        msg, err := conn.Write([]byte(words))
        if err != nil {
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            os.Exit(1)
        }
        Log("服务端接收了", msg)
        time.Sleep(2 * time.Second)
    }
    for i := 0; i < 2 ; i++ {
        time.Sleep(12 * time.Second)
    }
    for i := 0; i < 10; i++{
        words := strconv.Itoa(i)+" Hi I'm MyHeartbeat Client."
        msg, err := conn.Write([]byte(words))
        if err != nil {
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            os.Exit(1)
        }
        Log("服务端接收了", msg)
        time.Sleep(2 * time.Second)
    }

}

这段客户端代码，实现了两个相同的信息发送频率给服务端。两个频率中间，我们让运行休息了12秒。 然后，我们在服务端的对应机制是这样的。

func HeartBeating(conn net.Conn, bytes chan byte, timeout int) {
    select {
    case fk := <- bytes:
        Log(conn.RemoteAddr().String(), "心跳:第", string(fk), "times")
        conn.SetDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))
        break

        case <- time.After(5 * time.Second):
            Log("conn dead now")
            conn.Close()
    }
}

每次接收到心跳数据就 SetDeadline 延长一个时间段 timeout。如果没有接到心跳数据，5秒后连接关闭。

服务端完整代码示例

/**
* MyHeartbeatServer
* @Author:  Jian Junbo
* @Email:   junbojian@qq.com
* @Create:  2017/9/16 14:02
* Copyright (c) 2017 Jian Junbo All rights reserved.
*
* Description:  
*/
package main

import (
    "net"
    "fmt"
    "os"
    "time"
)

func main() {
    server := ":7373"
    netListen, err := net.Listen("tcp", server)
    if err != nil{
        Log("connect error: ", err)
        os.Exit(1)
    }
    Log("Waiting for Client ...")
    for{
        conn, err := netListen.Accept()
        if err != nil{
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            continue
        }

        //设置短连接(10秒)
        conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Duration(10)*time.Second))

        Log(conn.RemoteAddr().String(), "connect success!")
        go handleConnection(conn)

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

        Data := buffer[:n]
        message := make(chan byte)
        //心跳计时
        go HeartBeating(conn, message, 4)
        //检测每次是否有数据传入
        go GravelChannel(Data, message)

        Log(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05.0000000"), conn.RemoteAddr().String(), string(buffer[:n]))
    }

    defer conn.Close()
}
func GravelChannel(bytes []byte, mess chan byte) {
    for _, v := range bytes{
        mess <- v
    }
    close(mess)
}
func HeartBeating(conn net.Conn, bytes chan byte, timeout int) {
    select {
    case fk := <- bytes:
        Log(conn.RemoteAddr().String(), "心跳:第", string(fk), "times")
        conn.SetDeadline(time.Now().Add(time.Duration(timeout) * time.Second))
        break

        case <- time.After(5 * time.Second):
            Log("conn dead now")
            conn.Close()
    }
}
func Log(v ...interface{}) {
    fmt.Println(v...)
    return
}

客户端完整代码示例

/**
* MyHeartbeatClient
* @Author:  Jian Junbo
* @Email:   junbojian@qq.com
* @Create:  2017/9/16 14:21
* Copyright (c) 2017 Jian Junbo All rights reserved.
*
* Description:  
*/
package main

import (
    "net"
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
    "time"
)

func main() {
    server := "127.0.0.1:7373"

    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp4",server)
    if err != nil{
        Log(os.Stderr,"Fatal error:",err.Error())
        os.Exit(1)
    }
    conn, err := net.DialTCP("tcp",nil,tcpAddr)
    if err != nil{
        Log("Fatal error:",err.Error())
        os.Exit(1)
    }
    Log(conn.RemoteAddr().String(), "connection succcess!")

    sender(conn)
    Log("send over")
}
func sender(conn *net.TCPConn) {
    for i := 0; i < 10; i++{
        words := strconv.Itoa(i)+" Hello I'm MyHeartbeat Client."
        msg, err := conn.Write([]byte(words))
        if err != nil {
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            os.Exit(1)
        }
        Log("服务端接收了", msg)
        time.Sleep(2 * time.Second)
    }
    for i := 0; i < 2 ; i++ {
        time.Sleep(12 * time.Second)
    }
    for i := 0; i < 10; i++{
        words := strconv.Itoa(i)+" Hi I'm MyHeartbeat Client."
        msg, err := conn.Write([]byte(words))
        if err != nil {
            Log(conn.RemoteAddr().String(), "Fatal error: ", err)
            os.Exit(1)
        }
        Log("服务端接收了", msg)
        time.Sleep(2 * time.Second)
    }

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

服务端运行效果是这样的

服务端只接收了第一次循环数据

服务端根据5秒原则，在客户端第一个循环间歇的12秒的时间内，关闭了连接。

客户端运行效果是这样的

客户端完全不知道服务端已经关闭了连接，还是继续发送了第二次循环。

这样做服务端确实达到了不占用过多资源的目的。但是对客户端来说不够友好。友好的方式，是每次消息往来都执行三次握手的模式。

当然，具体是否采用，需要根据业务场景分析确定

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