大熊君大話NodeJS之------Net模塊

一，開篇分析

從今天開始，我們來深入具體的模塊學習，這篇文章是這個系列（大熊君大話NodeJS）文章的第三篇，前兩篇主要是以理論為主，相信大家在前兩篇的學習中，

對NodeJS也有一個基本的認識，沒事！！！趁熱打鐵，讓我們繼續將NodeJS進行到底，好了廢話不多說，直接進入今天的主題 “Net模塊” ，那么”Net“應該如何理解那？

它是做什么用的那？（Net模塊可用於創建Socket服務器或Socket客戶端。 NodeJS 的數據通信，最基礎的兩個模塊是 Net 和 Http，前者是基於 Tcp 的封裝，后者本質還是 Tcp 層，只不過做了比較多的數據封裝，我們視為表現層）。

這里參考一下NodeJS “http.js” 中的源碼：

 

從圖中不難看出 HttpServer繼承了Net類，具有了相關的通信能力，做了比較多的數據封裝，我們視為更高級的表現層。

 擴展知識（以下是“inherits”的源碼）：

exports.inherits = function(ctor, superCtor) {
  ctor.super_ = superCtor;
  ctor.prototype = Object.create(superCtor.prototype, {
    constructor: {
      value: ctor,
      enumerable: false,
      writable: true,
      configurable: true
    }
  });
};

功能是實現繼承復用。

 

剛才做了一個簡要的概述，里面有一些常用的概念，這里做個簡短的概念普及介紹：

　　（1），TCP/IP------TPC/IP協議是傳輸層協議，主要解決數據如何在網絡中傳輸。

　　（2），Socket------socket則是對TCP/IP協議的封裝和應用(程序層面)。

　　（3），Http------HTTP是應用層協議，主要解決如何包裝數據。

　　（4），網絡七層模型------物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

　　總結一下：Socket是對TCP/IP協議的封裝，Socket本身並不是協議，而是一個調用接口(API)。

　　從而形成了我們知道的一些最基本的函數接口，比如Create、Listen、Connect、Accept、Send、Read和Write等等。

　　TCP/IP只是一個協議棧，就像操作系統的運行機制一樣，必須要具體實現，同時還要提供對外的操作接口

　　實際上，傳輸層的TCP是基於網絡層的IP協議的，而應用層的HTTP協議又是基於傳輸層的TCP協議的，而Socket本身不算是協議，就像上面所說，它只是提供了一個針對TCP或者UDP編程的接口。

 

二，體驗一把

好了，概念我們也有了，來個例子：

1，建立server.js

var net = require('net') ;
var server = net.createServer(function(c) { // Connection監聽器
  console.log("服務器已連接") ;
  c.on("end", function() {
    console.log("服務器已斷開") ;
  }) ;
  c.write("Hello,Bigbear !\r\n") ;
  c.pipe(c) ;
}) ;
server.listen(8124, function() { // Listening監聽器
  console.log("服務器已綁定") ;
}) ;

2，建立client.js

var net = require('net') ;
var client = net.connect({
    port: 8124
},function(){ // connect監聽器
  console.log("客戶端已連接") ;
  client.write('Hello,Baby !\r\n') ;
});
client.on("data", function(data) {
  console.log(data.toString()) ;
  client.end() ;
});
client.on("end", function(){
  console.log("客戶端斷開連接") ;
}) ;

分析一下：

服務端------net.createServer 創建一個 TCP 服務，這個服務綁定（server.listen）在 8124 這個端口上，創建 Server 后我們看到有一個回調函數，

在調用上面函數的時候傳入一個參數，這個參數也是函數，並且接受了 socket ，這個由其他方法構造的一個管道（pipe），他的作用就是用來數據交互的。

pipe 是需要 Client 跟 Server 打招呼才能建立的，如果此刻沒有客戶端訪問 Server，這個 socket 就不會存在了。

 

客戶端------net.connect 顧名思義，就是連接到服務端，第一個參數是對象，設置端口（port）為 8124，也就是我們服務器監聽的端口，由於沒有設置 host 參數，那默認就是 localhost （本地）。

在 Server 中，socket 是管道的一端，而在 client 中，client 本身就是管道的一端，如果是多個客戶端連接 Server，Server 會新建多個 socket，每個 socket 對應一個 client。

 

運行結果：

 

三，案例引入

（1），下面代碼僅僅是服務器向客戶端輸出一段文本，完成服務端到客戶端的單向通訊。

//  Sever --> Client 的單向通訊
var net = require('net');

var chatServer = net.createServer();

chatServer.on('connection', function(client) {
  client.write('Hi!\n'); // 服務端向客戶端輸出信息，使用 write() 方法
  client.write('Bye!\n');

  client.end(); // 服務端結束該次會話
});

chatServer.listen(9000);

 

Telnet測試一下：telnet 127.0.0.1:9000 

執行 telnet 后，與服務點連接，反饋 Hi! Bye! 的字符，並立刻結束服務端程序終止連接。

如果我們要服務端接到到客戶端的信息？

可以監聽 server.data 事件並且不要中止連接（否則會立刻結束無法接受來自客戶端的消息）。

 

 

（2），監聽 server.data 事件並且不要中止連接（否則會立刻結束無法接受來自客戶端的消息）。

 

// 在前者的基礎上，實現 Client --> Sever 的通訊，如此一來便是雙向通訊
var net = require('net');
var chatServer = net.createServer(),    
    clientList = [];
    
chatServer.on('connection', function(client) {
  // JS 可以為對象自由添加屬性。這里我們添加一個 name 的自定義屬性，用於表示哪個客戶端（客戶端的地址+端口為依據）
  client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort;  
  client.write('Hi ' + client.name + '!\n');  
  clientList.push(client);  
  client.on('data', function(data) {    
     broadcast(data, client);// 接受來自客戶端的信息  
  });
});
function broadcast(message, client) {  
    for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) {    
      if(client !== clientList[i]) {      
        clientList[i].write(client.name + " says " + message);    
      }  
    }
}
chatServer.listen(9000);

 

上面是不是一個完整功能的代碼呢？我們說還有一個問題沒有考慮進去：那就是一旦某個客戶端退出，卻仍保留在 clientList 里面，這明顯是一個空指針。

 

（3），處理clientList

 

chatServer.on('connection', function(client) {
  client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort
  client.write('Hi ' + client.name + '!\n');

  clientList.push(client)

  client.on('data', function(data) {
    broadcast(data, client)
  })

  client.on('end', function() {
    clientList.splice(clientList.indexOf(client), 1); // 刪除數組中的制定元素。
  })
})

 

Node TCP API 已經為我們提供了 end 事件，即客戶端中止與服務端連接的時候發生。

 

（4），優化broadcast

 

 

function broadcast(message, client) {
  var cleanup = []
  for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) {
    if(client !== clientList[i]) {

      if(clientList[i].writable) { // 先檢查 sockets 是否可寫
        clientList[i].write(client.name + " says " + message)
      } else {
        cleanup.push(clientList[i]) // 如果不可寫，收集起來銷毀。銷毀之前要 Socket.destroy() 用 API 的方法銷毀。
        clientList[i].destroy()
      }

    }
  }  //Remove dead Nodes out of write loop to avoid trashing loop index 
  for(i=0;i<cleanup.length;i+=1) {
    clientList.splice(clientList.indexOf(cleanup[i]), 1)
  }
}

 

注意的是一旦 “end” 沒有被觸發，會出現異常，所以才做優化工作。

 

（5），Net API 中還提供一個 error 事件，用於捕捉客戶端的異常

 

client.on('error', function(e) {
  console.log(e);
});

 

 

四，總結一下

1，理解開篇的相關概念

2，認識Http與Net模塊之間的關系

3，結合本文的例子，查閱相關api去實踐

4，socket客戶端與服務器端之間的通信思想

5，有興趣可以完善一下那個聊天室的例子

 

 

　　　　　　  哈哈哈，本篇結束，未完待續，希望和大家多多交流夠溝通，共同進步。。。。。。呼呼呼……(*^__^*)