go语言实现通信协议的简单介绍

go语言版本的Gossip协议包（memberlist）的使用

由于工作的契机，最近学习了下Gossip，以及go语言的实现版本HashiCorp/memberlist。网上有个最基本的memberlist使用的example，在下边的链接中，感兴趣可以按照文档运行下感受感受。本文主要讲解memberlist v0.1.5 的使用细节。

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Gossip是最终一致性协议，是目前性能最好，容错性最好的分布式协议。目前Prometheus的告警组件alertmanager、redis、s3、区块链等项目都有使用Gossip。本文不介绍Gossip原理，大家自行谷歌。

简单的几步即可搭建gossip集群

感谢已经有网友为我们实现了一个example（

）。

哪里有问题，还请大家多多指正

一学就会，手把手教你用Go语言调用智能合约

智能合约调用是实现一个 DApp 的关键，一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块链系统，智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。

我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要想调用合约必须要访问某个节点。

以后端程序为例，后端服务若想连接节点有两种可能，一种是双方在同一主机，此时后端连接节点可以采用本地 IPC(Inter-Process Communication，进程间通信)机制，也可以采用 RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)机制;另一种情况是双方不在同一台主机，此时只能采用 RPC 机制进行通信。

提到 RPC，读者应该对 Geth 启动参数有点印象，Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务，对应的默认服务端口是 8545。。

接着，我们来了解一下智能合约运行的过程。

智能合约的运行过程是后端服务连接某节点，将智能合约的调用(交易)发送给节点，节点在验证了交易的合法性后进行全网广播，被矿工打包到区块中代表此交易得到确认，至此交易才算完成。

就像数据库一样，每个区块链平台都会提供主流开发语言的 SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 语言编写的，因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易，直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了，剩下的问题就是流程和 API 的事情了。

总结一下，智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。

由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机，所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口，本文就不展开讨论了。

接下来介绍如何使用 Go 语言，借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定步骤的，我们先来说一下总体步骤，以下面的合约为例。

步骤 01:编译合约，获取合约 ABI(Application Binary Interface，应用二进制接口)。单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息，将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件，文件名可自定义，后缀最好使用 abi)。

最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下，输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，参考效果如下:

步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。

在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”，然后单击【Deploy】按钮。

部署后，获得合约地址为:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码，命令如下:

其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。执行后，将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件，读者可以打开该文件欣赏一下，注意不要修改它。

步骤 04:创建 main.go，填入如下代码。注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址，此地址在步骤 01 中获得。

步骤 04:设置 go mod，以便工程自动识别。

前面有所提及，若要使用 Go 语言调用智能合约，需要下载 go-ethereum 工程，可以使用下面的指令:

该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，这样还算不错。不过，Go 语言自 1.11 版本后，增加了 module 管理工程的模式。只要设置好了 go mod，下载依赖工程的事情就不必关心了。

接下来设置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在项目工程内，执行初始化，calldemo 可以自定义名称。

步骤 05:运行代码。执行代码，将看到下面的效果，以及最终输出的 2020。

上述输出信息中，可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件，这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020，相信读者也知道运行结果是正确的了。

Go 语言自我提升 (三次握手 - 四次挥手 - TCP状态图 - udp - 网络文件传输)

三次握手：

1. 主动发起连接请求端（客户端），发送 SYN 标志位，携带数据包、包号

2. 被动接收连接请求端（服务器），接收 SYN，回复 ACK，携带应答序列号。同时，发送SYN标志位，携带数据包、包号

3. 主动发起连接请求端（客户端），接收SYN 标志位，回复 ACK。

被动端（服务器）接收 ACK —— 标志着三次握手建立完成（ Accept()/Dial() 返回）

四次挥手：

1. 主动请求断开连接端（客户端），发送 FIN标志，携带数据包

2. 被动接受断开连接端（服务器），发送 ACK标志，携带应答序列号。 —— 半关闭完成。

3. 被动接受断开连接端（服务器），发送 FIN标志，携带数据包

4. 主动请求断开连接端（客户端），发送最后一个 ACK标志，携带应答序列号。—— 发送完成，客户端不会直接退出，等 2MSL时长。

等 2MSL待目的：确保服务器收到最后一个ACK

滑动窗口：

通知对端本地存储数据的缓冲区容量。—— write 函数在对端缓冲区满时，有可能阻塞。

TCP状态转换：

1. 主动发起连接请求端：

CLOSED —— 发送SYN —— SYN_SENT(了解) —— 接收ACK、SYN，回发 ACK —— ESTABLISHED (数据通信)

2. 主动关闭连接请求端：

ESTABLISHED —— 发送FIN —— FIN_WAIT_1 —— 接收ACK —— FIN_WAIT_2 (半关闭、主动端)

—— 接收FIN、回复ACK —— TIME_WAIT (主动端) —— 等 2MSL 时长 —— CLOSED

3. 被动建立连接请求端：

CLOSED —— LISTEN —— 接收SYN、发送ACK、SYN —— SYN_RCVD —— 接收 ACK —— ESTABLISHED (数据通信)

4. 被动断开连接请求端：

ESTABLISHED —— 接收 FIN、发送 ACK —— CLOSE_WAIT —— 发送 FIN —— LAST_ACK —— 接收ACK —— CLOSED

windows下查看TCP状态转换：

netstat -an | findstr 端口号

Linux下查看TCP状态转换：

netstat -an | grep 端口号

TCP和UDP对比:

TCP: 面向连接的可靠的数据包传递。针对不稳定的网络层，完全弥补。ACK

UDP：无连接不可靠的报文传输。针对不稳定的网络层，完全不弥补。还原网络真实状态。

优点缺点

TCP：可靠、顺序、稳定系统资源消耗大，程序实现繁复、速度慢

UDP：系统资源消耗小，程序实现简单、速度快不可靠、无序、不稳定

使用场景：

TCP：大文件、可靠数据传输。对数据的稳定性、准确性、一致性要求较高的场合。

UDP：应用于对数据时效性要求较高的场合。网络直播、电话会议、视频直播、网络游戏。

UDP-CS-Server实现流程：

1. 创建 udp地址结构 ResolveUDPAddr(“协议”， “IP：port”) —— udpAddr 本质 struct{IP、port}

2. 创建用于数据通信的 socket ListenUDP(“协议”, udpAddr ) —— udpConn (socket)

3. 从客户端读取数据，获取对端的地址 udpConn.ReadFromUDP() —— 返回：n，clientAddr， err

4. 发送数据包给客户端 udpConn.WriteToUDP("数据"， clientAddr)

UDP-CS-Client实现流程：

1. 创建用于通信的 socket。 net.Dial("udp", "服务器IP：port") —— udpConn (socket)

2. 以后流程参见 TCP客户端实现源码。

UDPserver默认就支持并发！

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命令行参数：在main函数启动时，向整个程序传参。【重点】

语法： go run xxx.go argv1 argv2 argv3 argv4 。。。

xxx.exe: 第 0 个参数。

argv1 ：第 1 个参数。

argv2 ：第 2 个参数。

argv3 ：第 3 个参数。

argv4 ：第 4 个参数。

使用： list := os.Args 提取所有命令行参数。

获取文件属性函数：

os.stat(文件访问绝对路径) —— fileInfo 接口

fileInfo 包含两个接口。

Name() 获取文件名。不带访问路径

Size() 获取文件大小。

网络文件传输 —— 发送端（客户端）

1. 获取命令行参数，得到文件名（带路径）filePath list := os.Args

2. 使用 os.stat() 获取文件名（不带路径）fileName

3. 创建用于数据传输的 socket net.Dial("tcp"， “服务器IP+port”) —— conn

4. 发送文件名(不带路径) 给接收端， conn.write()

5. 读取接收端回发“ok”，判断无误。封装函数 sendFile(filePath, conn) 发送文件内容

6. 实现 sendFile(filePath, conn)

1) 只读打开文件 os.Open(filePath)

for {

2) 从文件中读数据 f.Read(buf)

3) 将读到的数据写到socket中 conn.write(buf[:n])

4）判断读取文件的结尾。 io.EOF. 跳出循环

}

网络文件传输 —— 接收端（服务器）

1. 创建用于监听的 socket net.Listen() —— listener

2. 借助listener 创建用于通信的 socket listener.Accpet() —— conn

3. 读取 conn.read() 发送端的文件名，保存至本地。

4. 回发 “ok”应答发送端。

5. 封装函数，接收文件内容 recvFile(文件路径)

1) f = os.Create(带有路径的文件名)

for {

2）从 socket中读取发送端发送的文件内容。 conn.read(buf)

3) 将读到的数据保存至本地文件 f.Write(buf[:n])

4) 判断读取conn 结束，代表文件传输完成。 n == 0 break

}

Go语言HTTPServer开发的六种实现

学完了 net/http 和 fasthttp 两个HTTP协议接口的客户端实现，接下来就要开始Server的开发，不学不知道一学吓一跳，居然这两个库还支持Server的开发，太方便了。

相比于Java的HTTPServer开发基本上都是使用Spring或者Springboot框架，总是要配置各种配置类，各种 handle 对象。Golang的Server开发显得非常简单，就是因为特别简单，或者说没有形成特别统一的规范或者框架，我发现了很多实现方式，HTTP协议基于还是 net/http 和 fasthttp ，但是 handle 语法就多种多样了。

先复习一下： Golang语言HTTP客户端实践、 Golang fasthttp实践。

在Golang语言方面，实现某个功能的库可能会比较多，有机会还是要多跟同行交流，指不定就发现了更好用的库。下面我分享我学到的六种Server开发的实现Demo。

基于 net/http 实现，这是一种比较基础的，对于接口和 handle 映射关系处理并不优雅，不推荐使用。

第二种也是基于 net/http ，这种编写语法可以很好地解决第一种的问题，handle和path有了类似配置的语法，可读性提高了很多。

第三个基于 net/http 和 github.com/labstack/echo ，后者主要提供了 Echo 对象用来处理各类配置包括接口和handle映射，功能很丰富，可读性最佳。

第四种依然基于 net/http 实现，引入了 github.com/gin-gonic/gin 的路由，看起来接口和 handle 映射关系比较明晰了。

第五种基于 fasthttp 开发，使用都是 fasthttp 提供的API，可读性尚可，handle配置倒是更像Java了。

第六种依然基于 fasthttp ，用到了 github.com/buaazp/fasthttprouter ，有点奇怪两个居然不在一个GitHub仓库里。使用语法跟第三种方式有点类似，比较有条理，有利于阅读。

Go微服务--常见的微服务框架

近几年诞生了很多微服务框架，比如JAVA的Spring Cloud、Dubbo;Golang的GoKit和GoMicro以及NodeJs的Seneca。几乎每种主流语言都有其对应的微服务框架。

Go在微服务框架中有其独特的优势，至于优势在哪，自行google。

1、GoKit框架

这是一个工具包的集合，可以帮助攻城狮构建强大、可靠和可维护的微服务。提供了用于实现系统监控和弹性模式组件的库，例如日志、跟踪、限流、熔断等。

基于这个框架的应用程序架构由三个主要的部分组成：

传输层：用于网络通信，服务通常使用HTTP或者gRPC等网络传输协议，或者使用NATS等发布订阅系统相互通信。

接口层：是服务器和客户端的基本构建块。每个对外提供的接口方法都会定义为一个Endpoint，一遍在服务器和客户端之间进行网络通信，每个端点使用传输层通过HTTP或gRPC等具体通信模式对外提供服务

服务成：具体的业务逻辑实现

2、GoMicro框架

这是一个基于Go语言实现的插件化RPC微服务框架。提供了服务发现、负载均衡、同步传输、异步通信以及事件驱动等机制，尝试简化分布式系统之间的通信，让开发者更专注于自身业务逻辑的开发。

GoMicro的设计哲学是可插拔的架构理念，提供了可快速构建系统的组件，并且可以根据自身的需求对GoMicro提供的默认实现进行定制。所有插件都可在仓库github.com/micro/go-plugins 中找到。