深入Node TCP模塊的理解

更新時(shí)間：2019年03月13日 10:01:49 作者：lio-mengxiang

這篇文章主要介紹了深入Node TCP模塊的理解，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

1. TCP

在Node.js中，提供了net模塊用來實(shí)現(xiàn)TCP服務(wù)器和客戶端的通信。

1.1 TCP服務(wù)器

net.createServer([options][, connectionListener])

options.allowHalfOpen 是否允許單方面連接,默認(rèn)值為false
connectionListener參數(shù)用于指定當(dāng)客戶端與服務(wù)器建立連接時(shí)所要調(diào)用的回調(diào)函數(shù)，回調(diào)中有一個(gè)參數(shù)socket,指的是TCP服務(wù)器監(jiān)聽的socket端口對象

也可以通過監(jiān)聽connection事件的方式來指定監(jiān)聽函數(shù)

server.on('connection',function(socket){});

1.1.1 啟動TCP服務(wù)器

可以使用listen方法通知服務(wù)器開始監(jiān)聽客戶端的連接

server.listen(port,[host],[backlog],[callback])

port 必須指定的端口號
host 指定需要監(jiān)聽的IP地址或主機(jī)名，如果省略的話服務(wù)器將監(jiān)聽來自于任何客戶端的連接
backlog指定位于等待隊(duì)列中的客戶端連接的最大數(shù)量，默認(rèn)值為511

server.on('listening',function(){});

1.1.2 使用TCP服務(wù)器

let net = require('net');
let server = net.createServer(function(socket){
 console.log('客戶端已連接');
});
server.listen(8080,'localhost',function(){
  console.log('服務(wù)器開始監(jiān)聽');
});

1.1.3 address

server.address()

port 端口號
address TCP服務(wù)器監(jiān)聽的地址
family 協(xié)議的版本

1.1.4 getConnections

查看當(dāng)前與TCP服務(wù)器建立連接的客戶端的連接數(shù)量以及設(shè)置最大連接數(shù)量

server.getConnections(callback);
 server.maxConnections = 2;

1.1.5 close

使用close方法可以顯式拒絕所有的客戶端的連接請求,當(dāng)所有已連接的客戶端關(guān)閉后服務(wù)器會自動關(guān)閉,并觸發(fā)服務(wù)器的close事件。

server.close();
server.on('close',callback);

1.2 socket

1.2.1 address

net.Socket代表一個(gè)socket端口對象,它是一個(gè)可讀可寫流。

let net = require('net');
let util = require('util');
let server = net.createServer(function(socket){
 server.getConnections((err,count)=>{
   server.maxConnections = 1;
   console.log('最大連接數(shù)量%d,當(dāng)前連接數(shù)量%d',server.maxConnections,count); 
 }); 
 let address = socket.address();
 console.log('客戶端地址 %s',util.inspect(address));
});

1.2.2 讀取數(shù)據(jù)

let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.setEncoding('utf8');
  socket.on('data', function (data) {
    console.log('本次收到的內(nèi)容為%s,累計(jì)收到的字節(jié)數(shù)是%d', data, socket.bytesRead);
  });
});

1.2.3 監(jiān)聽關(guān)閉事件

let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.on('end', function () {
    console.log('客戶端已經(jīng)關(guān)閉');
  });
});

1.2.4 pipe

pipe方法可以將客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到文件或其它目標(biāo)中。

socket.pipe(destinatin,[options]);

options.end 設(shè)置為false時(shí)當(dāng)客戶端結(jié)束寫操作或關(guān)閉后并不會關(guān)閉目標(biāo)對象，還可以繼續(xù)寫入數(shù)據(jù)

let net = require('net');
let path = require('path');
let ws = require('fs').createWriteStream(path.resolve(__dirname, 'msg.txt'));
let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.on('data', function (data) {
    console.log(data);
  });
  socket.pipe(ws, { end: false });
  socket.on('end', function () {
    ws.end('over', function () {
      socket.unpipe(ws);
    });
  });
});

1.2.5 unpipe

const net = require('net');
const path = require('path');
let file = require('fs').createWriteStream(path.join(__dirname, 'msg.txt'));
let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.pipe(file, {
    end: false
  });
  setTimeout(function () {
    file.end('bye bye');
    socket.unpipe(file);
  }, 5000);
  // socket.on('end', function () {
  //   file.end('bye bye');
  // });
});
server.listen(8080);

1.2.5 pause&resume

pause 可以暫停 data 事件觸發(fā)，服務(wù)器會把客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)暫存在緩存區(qū)里

const net = require('net');
const net = require('net');
const path = require('path');
let file = require('fs').createWriteStream(path.join(__dirname, 'msg.txt'));
let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.pause();
  setTimeout(function () {
    socket.resume();
    socket.pipe(file);
  }, 10 * 1000);
});
server.listen(8080);

1.2.6 setTimeout

let net = require('net');
let path = require('path');
let ws = require('fs').createWriteStream(path.resolve(__dirname, 'msg.txt'));
let server = net.createServer(function (socket) {
  socket.setTimeout(5 * 1000);
  socket.pause();
  socket.on('timeout', function () {
    socket.pipe(ws);
  });

  //socket.setTimeout(0);取消超時(shí)時(shí)間的設(shè)置
});
server.listen(8080);

1.2 TCP客戶端

1.2.1 創(chuàng)建TCP客戶端

let socket = new net.Socket([options])

fd socket文件描述符
type 客戶端所有協(xié)議
allowHalfOpen 是否允許半連接,服務(wù)器收到FIN包時(shí)不回發(fā)FIN包，可以使服務(wù)器可以繼續(xù)向客戶端發(fā)數(shù)據(jù)

socket.connect(port, host, callback);
socket.on('connect', callback);

1.2.2 向服務(wù)器端寫入數(shù)據(jù)、end 、error、destroy,close

write表示向服務(wù)器寫入數(shù)據(jù)
end 用于結(jié)束連接
error 連接發(fā)生錯(cuò)誤
destroy 銷毀流
close 表示連接關(guān)閉成功，hasError=true代表有可能有錯(cuò)誤

socket.write(data,[encoding],[callback]);

let net = require('net');
let server = net.createServer(function (socket) {
  console.log("客戶端已經(jīng)連接");
  socket.setEncoding('utf8');
  socket.on('data', function (data) {
    console.log("已接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù):%s", data);
    socket.write('服務(wù)器:' + data);
  })
  socket.on('error', function (err) {
    console.log('與客戶端通信過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，錯(cuò)誤編碼為%s', err.code);
    socket.destroy();
  });
  socket.on('end', function (err) {
    console.log('客戶端已經(jīng)關(guān)閉連接');
    socket.destroy();
  });
  socket.on('close', function (hasError) {
    console.log(hasError ? '異常關(guān)閉' : '正常關(guān)閉');
  });
});
server.listen(808, function () {
  let client = new net.Socket();
  client.setEncoding('utf8');
  client.connect(808, '127.0.0.1', function () {
    console.log('客戶端已連接');
    client.write('hello');
    setTimeout(function () {
      client.end('byebye');
    }, 5000);
  });
  client.on('data', function (data) {
    console.log('已經(jīng)接收到客戶端發(fā)過來的數(shù)據(jù):%s', data);
  });
  client.on('error', function (err) {
    console.log('與服務(wù)器通信過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，錯(cuò)誤編碼為%s', err.code);
    client.destroy();
  });

});

1.2.3 close

停止server接受建立新的connections并保持已經(jīng)存在的connections

server.getConnections((err, count) => {
   if (count == 2) server.close();
 });

1.2.4 unref&ref

unref方法指定發(fā)客戶端連接被全部關(guān)閉時(shí)退出應(yīng)用程序如果將allowHalfOpen方法，必須使用與客戶端連接的socket端口對象的end 方法主動關(guān)閉服務(wù)器端連接

let net = require('net');
let server = net.createServer({ allowHalfOpen: true }, function (socket) {
  console.log("客戶端已經(jīng)連接");
  socket.setEncoding('utf8');
  socket.on('data', function (data) {
    console.log("已接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù):%s", data);
    socket.write('服務(wù)器確認(rèn)數(shù)據(jù):' + data);
  })
  socket.on('error', function (err) {
    console.log('與客戶端通信過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，錯(cuò)誤編碼為%s', err.code);
    socket.destroy();
  });
  socket.on('end', function (err) {
    console.log('客戶端已經(jīng)關(guān)閉連接');
    socket.end();
    server.unref();
  });
  socket.on('close', function (hasError) {
    if (hasError) {
      console.log('由于錯(cuò)誤導(dǎo)致socket關(guān)閉');
      server.unref();
    } else {
      console.log('端口正常關(guān)閉');
    }
  });
  server.getConnections((err, count) => {
    if (count == 2) server.close();
  });
});
server.listen(808, function () { });
server.on('close', function () {
  console.log('服務(wù)器關(guān)閉');
});

1.2.5 bufferSize

write的返回值和bufferSize屬性值

let server = net.createServer({ allowHalfOpen: true }, function (socket) {
  console.log("客戶端已經(jīng)連接");
  socket.setEncoding('utf8');
  let rs = fs.createReadStream(path.resolve(__dirname, 'a.txt'), { highWaterMark: 2 });
  rs.on('data', function (data) {
    let flag = socket.write(data);
    console.log("flag:", flag);
    console.log('緩存字節(jié):' + socket.bufferSize);
    console.log('已發(fā)送字節(jié):' + socket.bytesWritten);
  })
  socket.on('data', function (data) {
    console.log('data', data);
  });
  socket.on('drain', function (err) {
    "緩存區(qū)已全部發(fā)送"
  });
});

1.2.6 keepAlive

當(dāng)服務(wù)器和客戶端建立連接后，當(dāng)一方主機(jī)突然斷電、重啟、系統(tǒng)崩潰等意外情況時(shí)，將來不及向另一方發(fā)送FIN包，這樣另一方將永遠(yuǎn)處于連接狀態(tài)。可以使用setKeepAlive方法來解決這一個(gè)問題

socket.setKeepAlive([enaable],[initialDelay]);

enable 是否啟用嗅探，為true時(shí)會不但向?qū)Ψ桨l(fā)送探測包，沒有響應(yīng)則認(rèn)為對方已經(jīng)關(guān)閉連接，自己則關(guān)閉連接
initialDelay 多久發(fā)送一次探測包，單位是毫秒

1.2.7 聊天室1.0

/**
 * 1.創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器
 * 2. 客戶端可以連接服務(wù)器
 * 3.客戶端可以發(fā)言，然后廣播給大家
 * 4.客戶端連接和退出后都要通知大家。
 * 5.顯示當(dāng)前的在線人數(shù)
 */
let net = require('net');
let util = require('util');
let clients = {};
let server = net.createServer(function (socket) {
  server.getConnections(function (err, count) {
    socket.write(`weclome,there is ${count} users now,please input your username\r\n`);
  });
  let nickname;
  socket.setEncoding('utf8');
  socket.on('data', function (data) {
    data = data.replace(/\r\n/, '');
    if (data == 'byebye') {
      socket.end();
    } else {
      if (nickname) {
        broadcast(nickname, `${nickname}:${data}`);
      } else {
        nickname = data;
        clients[nickname] = socket;
        broadcast(nickname, `welcome ${nickname} joined us!`);
      }
    }

  });
  socket.on('close', function () {
    socket.destroy();
  });
}).listen(8088);

function broadcast(nickname, msg) {
  for (let key in clients) {
    if (key != nickname) {
      clients[key].write(msg + '\r\n');
      clients[nickname].destroy();
      delete clients[nickname];
    }
  }
}

1.2.8 聊天室2.0

var key = scoket.remoteAddress+':'+socket.remotePort;
users[key] = {name:'匿名',socket};

socket.on('data',function(){
  parse(data);
});
function parse(msg){
 swtich(msg.type){
  case 'secret':
   secret(msg.user,msg.text);
   break;
 }
 case 'boardcast':
   boardcast(message.text);
   break;
 case 'cname':
   cname(messsage.text);
   break;
 case 'list':
   list();
   break;  
 default:
   socket.write('不能識別命令');
   break;
}
function secret(user,text){

}
function boardcast(text){

}
function cname(text){

}
function list(){

}

b:text 廣播
c:nickname:text 私聊
n:nickname 改名
l 列出在線用戶列表

 
on('data',function(data){
  if(data == 'quit){

  }else if(data == 'help'){

  }else(){
   write(data);
  }
});
function convert(){

}

1.3 類方法

isIP 判斷字符串是否是IP
isIPv4 判斷字符串是否是IPv4地址
isIPv6 判斷字符串是否是IPv6地址

2. UDP

2.1 創(chuàng)建socket

let socket = dgram.createSocket(type,[callback]);
socket.on('messsage',function(msg,rinfo){});

type 必須輸入，制定時(shí)udp4還是udp6
callback 從該接口接收到數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用的回調(diào)函數(shù)
- msg 接收到的數(shù)據(jù)
- rinfo 信息對象
  - address 發(fā)送著的地址
  - family ipv4還是ipv6
  - port 發(fā)送者的socket端口號
  - size 發(fā)送者所發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)

socket.bind(port,[address],[callback]);
socket.on('listening',callabck;

port 綁定的端口號
address 監(jiān)聽的地址
callback 監(jiān)聽成功后的回調(diào)函數(shù)

2.2 向外發(fā)送數(shù)據(jù)

如果發(fā)送數(shù)據(jù)前還沒有綁定過地址和端口號，操作系統(tǒng)將為其分配一個(gè)隨機(jī)端口并可以接收任何地址的數(shù)據(jù)

socket.send(buf,offset,length,port,address,[callback]);

buffer 代表緩存區(qū)
offset 從緩存區(qū)第幾個(gè)字節(jié)開始發(fā)
length 要發(fā)送的字節(jié)數(shù)
port 對方的端口號
address 接收數(shù)據(jù)的socket地址
callback 制定當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)所需要的回調(diào)函數(shù)
- err 錯(cuò)誤對象
- byets 實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)

2.3 address

獲取此socket相關(guān)的地址信息

let address = socket.address();

port
address
family

2.4 UDP服務(wù)器

var dgram = require('dgram');
var socket = dgram.createSocket('udp4');
socket.on('message',function(msg,rinfo){
 console.log(msg.toString());
 console.log(rinfo);
  socket.send(msg,0,msg.length,rinfo.port,rinfo.address);
});
socket.bind(41234,'localhost');

2.5 UDP客戶端

var dgram = require('dgram');
var socket = dgram.createSocket('udp4');
socket.on('message',function(msg,rinfo){
  console.log(msg.toString());
  console.log(rinfo);
});
socket.setTTL(128);
socket.send(new Buffer('zz'),0,6,41234,'localhost',function(err,bytes){
  console.log('發(fā)送了個(gè)%d字節(jié)',bytes);
});
socket.on('error',function(err){
  console.error(err);
});

2.6 廣播

創(chuàng)建一個(gè)UDP服務(wù)器并通過該服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的廣播

2.6.1 服務(wù)器

let dgram = require('dgram');
let server = dgram.createSocket('udp4);
server.on('message',function(msg){
 let buf = new Bufffer('已經(jīng)接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)'+msg);
 server.setBroadcast(true);
 server.send(buf,0,buf.length,41235,"192.168.1.255");
});
server.bind(41234,'192.168.1.100');

2.6.2 客戶端

let dgram = require('dgram');
let client = dgram.createSocket('udp4);
client.bind(41235,'192.168.1.102);
let buf = new Buffer('hello');
client.send(buf,0,buf.length,41234,'192.168.1.100');
client.on('message',function(msg,rinfo){
 console.log('received : ',msg);
});

2.7 組播

所謂的組播，就是將網(wǎng)絡(luò)中同一業(yè)務(wù)類型進(jìn)行邏輯上的分組，從某個(gè)socket端口上發(fā)送的數(shù)據(jù)只能被該組中的其他主機(jī)所接收，不被組外的任何主機(jī)接收。

實(shí)現(xiàn)組播時(shí)，并不直接把數(shù)據(jù)發(fā)送給目標(biāo)地址，而是將數(shù)據(jù)發(fā)送到組播主機(jī)，操作系統(tǒng)將把該數(shù)據(jù)組播給組內(nèi)的其他所有成員。

在網(wǎng)絡(luò)中，使用D類地址作為組播地址。范圍是指 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255,分為三類

局部組播地址: 224.0.0.0 ~ 224.0.0.255 為路由協(xié)議和其他用途保留
預(yù)留組播地址: 224.0.1.0 ~ 238.255.255.255 可用于全球范圍或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
管理權(quán)限組播地址： 239.0.0.0 ～ 239.255.255.255 組織內(nèi)部使用，不可用于Internet

把該socket端口對象添加到組播組中。

socket.addMembership(multicastAddress,[multicastInterface]);

multicastAddress 必須指定，需要加入的組播組地址
multicastInterface 可選參數(shù)，需要加入的組播組地址

socket.dropMembership(multicastAddress,[multicastInterface]);
socket.setMulticastTTL(ttl);
socket.setMulticastLoopback(flag);

2.7.1 服務(wù)器

let dgram = require('dgram');
let server = dgram.createSocket('udp4');
server.on('listening',function(){
 server.MulticastTTL(128);
 server.setMulticastLoopback(true);
 server.addMembership('230.185.192.108');
});
setInterval(broadcast,1000);
function broadcast(){
 let buffer = Buffer.from(new Date().toLocaleString());
 server.send(buffer,0,buffer.length,8080,"230.185.192.108");
}

2.7.2 客戶端

let dgram = require('dgram');
let client = dgram.createSocket('udp4');
client.on('listening',function(){
  client.addMembership('230.185.192.108');
});
client.on('message',function(message,remote){
 console.log(message.toString());
});
client.bind(8080,'192.168.1.103');

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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