[ gev ] Go 语言优雅处理 TCP 粘包

https://github.com/Allenxuxu/gev

gev 是一个轻量、快速的基于 Reactor 模式的非阻塞 TCP 网络库，支持自定义协议，轻松快速搭建高性能服务器。

TCP 为什么会粘包

TCP 本身就是面向流的协议，就是一串没有界限的数据。所以本质上来说 TCP 粘包是一个伪命题。

TCP 底层并不关心上层业务数据，会套接字缓冲区的实际情况进行包的划分，一个完整的业务数据可能会被拆分成多次进行发送，也可能会将多个小的业务数据封装成一个大的数据包发送（ Nagle 算法）。

gev 如何优雅处理

gev 通过回调函数 OnMessage 通知用户数据到来，回调函数中会将用户数据缓冲区（ ringbuffer ）通过参数传递过来。

用户通过对 ringbuffer 操作，来进行数据解包，获取到完整用户数据后再进行业务操作。这样又一个明显的缺点，就是会让业务操作和自定义协议解析代码堆在一起。

所以，最近对 gev 进行了一次较大改动，主要是为了能够以插件的形式支持各种自定义的数据协议，让使用者可以便捷处理 TCP 粘包问题，专注于业务逻辑。

做法如下，定义一个接口 Protocol

// Protocol 自定义协议编解码接口 type Protocol interface { UnPacket(c *Connection, buffer *ringbuffer.RingBuffer) (interface{}, []byte) Packet(c *Connection, data []byte) []byte } 

用户只需实现这个接口，并注册到 server 中，当客户端数据到来时，gev 会首先调用 UnPacket 方法，如果缓冲区中的数据足够组成一帧，则将数据解包，并返回真正的用户数据，然后在回调 OnMessage 函数并将数据通过参数传递。

下面，我们实现一个简单的自定义协议插件，来启动一个 Server：

| 数据长度 n | payload | | 4 字节 | n 字节 | 

// protocol.go package main import ( "encoding/binary" "github.com/Allenxuxu/gev/connection" "github.com/Allenxuxu/ringbuffer" "github.com/gobwas/pool/pbytes" ) const exampleHeaderLen = 4 type ExampleProtocol struct{} func (d *ExampleProtocol) UnPacket(c *connection.Connection, buffer *ringbuffer.RingBuffer) (interface{}, []byte) { if buffer.VirtualLength() > exampleHeaderLen { buf := pbytes.GetLen(exampleHeaderLen) defer pbytes.Put(buf) _, _ = buffer.VirtualRead(buf) dataLen := binary.BigEndian.Uint32(buf) if buffer.VirtualLength() >= int(dataLen) { ret := make([]byte, dataLen) _, _ = buffer.VirtualRead(ret) buffer.VirtualFlush() return nil, ret } else { buffer.VirtualRevert() } } return nil, nil } func (d *ExampleProtocol) Packet(c *connection.Connection, data []byte) []byte { dataLen := len(data) ret := make([]byte, exampleHeaderLen+dataLen) binary.BigEndian.PutUint32(ret, uint32(dataLen)) copy(ret[4:], data) return ret } 

// server.go package main import ( "flag" "log" "strconv" "github.com/Allenxuxu/gev" "github.com/Allenxuxu/gev/connection" ) type example struct{} func (s *example) OnConnect(c *connection.Connection) { log.Println(" OnConnect： ", c.PeerAddr()) } func (s *example) OnMessage(c *connection.Connection, ctx interface{}, data []byte) (out []byte) { log.Println("OnMessage：", data) out = data return } func (s *example) OnClose(c *connection.Connection) { log.Println("OnClose") } func main() { handler := new(example) var port int var loops int flag.IntVar(&port, "port", 1833, "server port") flag.IntVar(&loops, "loops", -1, "num loops") flag.Parse() s, err := gev.NewServer(handler, gev.Address(":"+strconv.Itoa(port)), gev.NumLoops(loops), gev.Protocol(&ExampleProtocol{})) if err != nil { panic(err) } log.Println("server start") s.Start() } 

完整代码地址

当回调 OnMessage 函数的时候，会通过参数传递已经拆好包的用户数据。

当我们需要使用其他协议时，仅仅需要实现一个 Protocol 插件，然后只要 gev.NewServer 时指定即可：

gev.NewServer(handler, gev.NumLoops(2), gev.Protocol(&XXXProtocol{})) 

基于 Protocol Plugins 模式为 gev 实现 WebSocket 插件

得益于 Protocol Plugins 模式的引进，我可以将 WebSocket 的实现做成一个插件（ WebSocket 协议构建在 TCP 之上），独立于 gev 之外。

package websocket import ( "log" "github.com/Allenxuxu/gev/connection" "github.com/Allenxuxu/gev/plugins/websocket/ws" "github.com/Allenxuxu/ringbuffer" ) // Protocol websocket type Protocol struct { upgrade *ws.Upgrader } // New 创建 websocket Protocol func New(u *ws.Upgrader) *Protocol { return &Protocol{upgrade: u} } // UnPacket 解析 websocket 协议，返回 header，payload func (p *Protocol) UnPacket(c *connection.Connection, buffer *ringbuffer.RingBuffer) (ctx interface{}, out []byte) { upgraded := c.Context() if upgraded == nil { var err error out, _, err = p.upgrade.Upgrade(buffer) if err != nil { log.Println("Websocket Upgrade :", err) return } c.SetContext(true) } else { header, err := ws.VirtualReadHeader(buffer) if err != nil { log.Println(err) return } if buffer.VirtualLength() >= int(header.Length) { buffer.VirtualFlush() payload := make([]byte, int(header.Length)) _, _ = buffer.Read(payload) if header.Masked { ws.Cipher(payload, header.Mask, 0) } ctx = &header out = payload } else { buffer.VirtualRevert() } } return } // Packet 直接返回 func (p *Protocol) Packet(c *connection.Connection, data []byte) []byte { return data } 

具体的实现，可以到仓库的 plugins/websocket 查看。

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项目地址

https://github.com/Allenxuxu/gev