IT业界：谁拔了我的网线？Go 网络异常对程序行为的影响

Go语言是谷歌2009发布的第二款开源编程语言。

Go语言专门针对多处理器系统应用程序的编程进行了优化，使用Go编译的程序可以媲美C或C++代码的速度，而且更加安全、支持并行进程。

Go 编写网络程序非常的高效，而且有是那么的简单，寥寥几行代码就可以写一个 ECHO 协议的程序，所以现在很多网络程序都采用 Go 语言开发。但是网络状况是复杂的，会有很多的异常状况，如果不能很好和正确的处理这些异常状况，会导致网络程序出现莫名其妙的现象，或者 hang 住。

本文尝试探讨几种网络异常的情况，研究在这些情况下客户端和服务端的的行为，包括连接断掉的检测能力、half-close 情况下两端的读写能力、丢包的情况等等。

这是我首次采用微课的方式分享技术内容，本文是视频内容的整理版。本来是想录制一个 10 分钟的视频，一不小心录制了半小时。视频在此：https://player.bilibili.com/player.html?aid=80946416&cid=138546780&page=1

tcp 的数据格式包含 header 和 payload, header 中会包含消息的状态，比如我们常见的SYN、ACK、PSH、FIN等。通过 tcpdump 可以根据消息的状态进行筛选。

客户端和服务器端建立连接的时候，需要三路握手。

因为双方都需要和对方同步 seq 号，所以需要来回确认。服务器把 SYN 和 ACK 合并成一条消息，所以最终只需要三次交流就可以了。当然如果你想把 SYN 和 ACK 拆开成两个消息也可以，只不过协议栈一般不这样实现。

比如你参加一次相亲聚会，看到一个漂亮的姑娘，你想去搭讪，首先得先了解一下。

你：姑娘您好，贵庚啊？

姑娘：小女子18，请问大哥您贵庚啊？

你：我81了

......

这样寒暄之后你们双方就可以进一步的深入的交流了。

客户端和服务器端都可以主动关闭连接。主动关闭的一方我们称之为发起者，被动关闭接收的那一方我们称之为接受者。

发起者要关闭连接，需要发送FIN,然后接收者发送ACK。这个时候被动者有可能恋恋不舍，还有数据想发送给你，所以接受者这一端它的连接还没有释放，直到它发送FIN，发起者回复ACK，接收端的连接才释放。

姑娘：我要走了

你：再见

......你依依不舍

你：我也要走了

姑娘：再见

tcpdump 是分析网络情况的神器，经常用来分析疑难杂症，并且让狡辩者哑口无言。

打印一张 tcpdump 的小抄放在案头是明智之举。

视频中，我测试了以下 6 种网络异常情况下的程序响应情况。

使用的代码基本上是从下面的代码修改而来。

server.go

package main

import (

	"bufio"

	"flag"

	"fmt"

	"log"

	"net"

	"os"

var (

	addr = flag.String("addr", ":8972", "listened address")

func main() {

	flag.Parse()

	ln, err := net.Listen("tcp", *addr)

	panicOnErr(err)

	// 接收一个连接

	conn, err := ln.Accept()

	panicOnErr(err)

	clientAddr := conn.RemoteAddr().String()

	// 读 goroutine

	go func() {

		var buf = make([]byte, 1024)

		for {

			n, err := conn.Read(buf)

			if err != nil {

				log.Printf("read err from client %s: %v", clientAddr, err)

				return

			log.Printf("read %d bytes from client %s", n, clientAddr)

}()

	// 写

	id := 0

	write := func() {

		msg := fmt.Sprintf("sent id: %d from server", id)

		id++

		n, err := conn.Write([]byte(msg))

		if err != nil {

			log.Printf("write err to client %s: %v", clientAddr, err)

			return

		log.Printf("write %d bytes to client %s", n, clientAddr)

	// 继续监听新的连接

	go func() {

		for {

			_, err := ln.Accept()

			if err != nil {

				log.Printf("accept err : %v", err)

}()

	scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)

	for scanner.Scan() {

		cmd := scanner.Text()

		switch cmd {

		case "close_conn":

			conn.Close()

		case "close_ln":

			ln.Close()

		case "write":

			write()

		case "exit", "quit":

			return

func panicOnErr(err error) {

	if err != nil {

		panic(err)

client.go

package main

import (

	"bufio"

	"flag"

	"fmt"

	"log"

	"net"

	"os"

var (

	addr = flag.String("addr", "127.0.0.1:8972", "server address")

func main() {

	flag.Parse()

	// 连接服务器

	conn, err := net.Dial("tcp", *addr)

	panicOnErr(err)

	// 读 goroutine

	go func() {

		var buf = make([]byte, 1024)

		for {

			n, err := conn.Read(buf)

			if err != nil {

				log.Printf("read err from server %s: %v", *addr, err)

				return

			log.Printf("read %d bytes from server %s", n, *addr)

}()

	// 写

	id := 0

	write := func() {

		msg := fmt.Sprintf("sent clientid: %d from client", id)

		id++

		n, err := conn.Write([]byte(msg))

		if err != nil {

			log.Printf("write err to server %s: %v", *addr, err)

			return

		log.Printf("write %d bytes to server %s", n, *addr)

	// 阻塞在这里避免客户端退出

	scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)

	for scanner.Scan() {

		cmd := scanner.Text()

		switch cmd {

		case "close_conn":

			conn.Close()

		case "write":

			write()

		case "exit", "quit":

			return

func panicOnErr(err error) {

	if err != nil {

		panic(err)

只分析其中一种情况: 包丢了

服务器的 conn.Read会怎样？
服务器继续 conn.Write会怎么样
客户端的 conn.Read会怎样？
客户端继续 conn.Write会怎么样
Go的目标是希望提升现有编程语言对程序库等依赖性(dependency)的管理，这些软件元素会被应用程序反复调用。由于存在并行编程模式，因此这一语言也被设计用来解决多处理器的任务。
谷歌大约2007年开始开发Go，并于2008年投入了一组全职员工。谷歌当初将该语言设计为一款系统编程语言，可以被用于网络服务器、存储系统和数据库中。但是谷歌认为，该语言还有望被用于其它领域。

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