[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

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2022年09月13日 17:35 · 阅读数 36

我是HullQin，公众号线下聚会游戏的作者（欢迎关注公众号，发送加微信，交个朋友），转发本文前需获得作者HullQin授权。我独立开发了《联机桌游合集》，是个网页，可以很方便的跟朋友联机玩斗地主、五子棋等游戏，不收费没广告。还开发了《Dice Crush》参加Game Jam 2022。喜欢可以关注我 HullQin 噢～我有空了会分享做游戏的相关技术。

背景

上篇文章：《为什么我选用Go重构Python版本的WebSocket服务？》，介绍了我的目标。

从这篇文章开始，我们进入实战，正式介绍Go WebSocket框架。

还没学过Go，要先看什么？

建议你花1天时间，看一下Go的原理简介、基础语法。什么教程都可以，知名的教程就行。

至少要明白：各种数据类型，控制流（for、if等）写法，弄懂channel和goroutine，如何加锁。

一定要自己写写goroutine和channel试一下，了解一下基础语法。

此外，还要了解常用包的用法，包括fmt、net/http。

技术选型

面对自己不熟悉的语言和不熟悉的框架，该怎么做技术选型呢？

我告诉你个小技巧，直接在Github上搜索，看Star最多的那个仓库，就可以啦～

[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

看吧，我们搜到了gorilla/websocket，star数以显著差异甩开了后面几名。这就没有什么好纠结的了，果断使用它。

新建项目

在使用GoLand时，新建Go Project会有2个选项：

[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

我们选用第一个即可。

如果你没有GoLand，也可以手动创建文件夹，在里面新建文件go.mod（我是使用的目前最新稳定版1.18）

module echo

go 1.18

安装依赖

go get github.com/gorilla/websocket

拷贝echo代码

把gorilla/websocket的官方demo拷贝过来即可，我们慢慢分析：

https://github.com/gorilla/we...

只需要拷贝这一个文件，命名为server.go即可。

先尝试运行

go run server.go

然后浏览器打开 localhost:8080就可以了～

[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

点击「Open」建立WebSocket连接
编辑好文本，按Send发送一个消息给服务器
服务器立马回复一个一模一样的消息，这就是echo
点击「Close」关闭连接，之后无法Send

你的所有操作都会记录在页面上：

[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

当然，也可以打开开发者工具，查看WebSocket连接，就像你查看Http请求那样。这篇文章教了你怎样使用Chrome的开发者面板抓包：《遇到表格，手动翻页太麻烦？我教你写脚本，一页展示所有数据》。

[Go WebSocket] 你的第一个Go WebSocket服务: echo server

代码解读

引入依赖

package main

import (
   "flag"
   "html/template"
   "log"
   "net/http"

   "github.com/gorilla/websocket"
)

定义服务地址

var addr = flag.String("addr", "localhost:8080", "http service address")

这是定义了服务器启动服务的地址，flag包用于处理命令行参数。意思是这个服务地址是可以通过命令行参数动态修改的。

比如你可以这样启动：go run server.go -addr="localhost:8888"

那么浏览器就应该打开localhost:8888来访问。

当然如果你不需要命令后参数传入addr，完全可以删掉这行，改为：

const addr = "localhost:8080"

同时，还要把main函数中，最后一行改成：（删掉了addr前面的星号）

log.Fatal(http.ListenAndServe(addr, nil))

同时，把flag相关的行都删掉。（开头的import和main函数中的Parse）

主函数

我们先介绍一下主函数（虽然主函数定义在后面）。但是主函数有一个路由的作用，分发了请求。我们先介绍一下，方便后续理解。

func main() {
   flag.Parse()
   log.SetFlags(0)
   http.HandleFunc("/echo", echo)
   http.HandleFunc("/", home)
   log.Fatal(http.ListenAndServe(*addr, nil))
}

我们通过net/http提供的能力，使用ListenAndServe启动了Http/WebSocket服务。

其中，我们注册了2个处理函数，一个是针对path为/echo的，这是用echo函数处理。另一个是针对path为/的，这是用home函数处理。

当你用浏览器直接访问localhost:8080时，是用了home函数处理，一个http请求，获得一个html文件，在浏览器展示。

当你在JS中写new WebSocket('wss://localhost:8080/echo')时，是用了echo函数处理，一个WebSocket连接。

我们接下来介绍这2个函数。

定义echo服务（WebSocket协议）

var upgrader = websocket.Upgrader{} // use default options

func echo(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
   c, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
   if err != nil {
      log.Print("upgrade:", err)
      return
   }
   defer c.Close()
   for {
      mt, message, err := c.ReadMessage()
      if err != nil {
         log.Println("read:", err)
         break
      }
      log.Printf("recv: %s", message)
      err = c.WriteMessage(mt, message)
      if err != nil {
         log.Println("write:", err)
         break
      }
   }
}

当客户端使用new WebSocket('ws://localhost:8080/echo')建立时，就会开启一个goroutine，执行类似go echo(w, r)的操作。只要这个WebSocket没有关闭，那么这个goroutine就会一直存在。

如果客户端关闭了WebSocket，或者服务端的这个goroutine执行结束了（因为有defer c.Close()），都会导致WebSocket断掉。这是合理且正确的，不这么写会有问题。

这段echo函数很简单，不断循环，读取消息c.ReadMessage()，如果没消息，那么就会暂停执行，直到有了消息。有消息后，通过log打印收到的消息，并且通过c.WriteMessage(mt, message)输出消息给客户端。

这里mt是消息类型Message Type，有2种：二进制消息、文本消息。

当服务器输出完毕后，又在等待客户端的输入了。

可以看到，目前是一个有序的线性服务：收一个、发一个、收一个、发一个。如果客户端同时发了100个，那么服务端也会按照这100个消息的顺序读取，并且按原先的顺序echo回去。处理完一个、才会去接收下一个。好处是保证了收发的顺序性（服务端发的顺序一定跟收的顺序一致），坏处是无法并发的读，性能有影响，如果每个处理收到消息要处理很久，后面的消息就阻塞、积压在内存中了。

下一篇我们会介绍chat server，避免了这种问题。 敬请期待，可以先关注专栏、关注我噢～。

Html文本服务（Http协议）

func home(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
   homeTemplate.Execute(w, "ws://"+r.Host+"/echo")
}

var homeTemplate = template.Must(template.New("").Parse(`
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<script>  
window.addEventListener("load", function(evt) {
    var output = document.getElementById("output");
    var input = document.getElementById("input");
    var ws;
    var print = function(message) {
        var d = document.createElement("div");
        d.textContent = message;
        output.appendChild(d);
        output.scroll(0, output.scrollHeight);
    };
    document.getElementById("open").onclick = function(evt) {
        if (ws) {
            return false;
        }
        ws = new WebSocket("{{.}}");
        ws.onopen = function(evt) {
            print("OPEN");
        }
        ws.onclose = function(evt) {
            print("CLOSE");
            ws = null;
        }
        ws.onmessage = function(evt) {
            print("RESPONSE: " + evt.data);
        }
        ws.onerror = function(evt) {
            print("ERROR: " + evt.data);
        }
        return false;
    };
    document.getElementById("send").onclick = function(evt) {
        if (!ws) {
            return false;
        }
        print("SEND: " + input.value);
        ws.send(input.value);
        return false;
    };
    document.getElementById("close").onclick = function(evt) {
        if (!ws) {
            return false;
        }
        ws.close();
        return false;
    };
});
</script>
</head>
<body>
<table>
<tr><td valign="top" width="50%">
<p>Click "Open" to create a connection to the server, 
"Send" to send a message to the server and "Close" to close the connection. 
You can change the message and send multiple times.
<p>
<form>
<button id="open">Open</button>
<button id="close">Close</button>
<p><input id="input" type="text" value="Hello world!">
<button id="send">Send</button>
</form>
</td><td valign="top" width="50%">
<div id="output" style="max-height: 70vh;overflow-y: scroll;"></div>
</td></tr></table>
</body>
</html>
`))

这个服务比较简单，就是Html模板渲染。

注意有个模板变量："ws://"+r.Host+"/echo"，其实这个模板变量是不需要的。

HTML中可以直接这么写：把ws = new WebSocket("{{.}}");改为ws = new WebSocket('ws://' + window.location.host + '/echo');

写在最后

我是HullQin，公众号线下聚会游戏的作者（欢迎关注公众号，发送加微信，交个朋友），转发本文前需获得作者HullQin授权。我独立开发了《联机桌游合集》，是个网页，可以很方便的跟朋友联机玩斗地主、五子棋等游戏，不收费没广告。还开发了《Dice Crush》参加Game Jam 2022。喜欢可以关注我 HullQin 噢～我有空了会分享做游戏的相关技术。