核心概念：自定义数据包与序列化
在网络通信中，为了确保客户端和服务器之间能够正确地理解彼此发送的数据，通常需要定义一个明确的数据传输协议。本示例中，我们定义了一个简单的固定长度数据包结构，包含类型、ID和数据载荷。Go语言的encoding/binary包是处理这种结构化二进制数据序列化和反序列化的强大工具。
以下是我们定义的数据包结构：
type packet struct {
// 字段名必须大写，以便encoding/binary包能够访问。
// 使用明确指定大小的类型（如int32而非int）是最佳实践，
// 以确保跨平台和架构的数据一致性。
Type int32
Id int32
// Data字段必须是固定大小的数组（如[100]byte），
// 而不是切片（[]byte），以便encoding/binary可以直接将其映射到内存。
Data [100]byte
}关键点：
- 字段可见性: encoding/binary包只能访问结构体中首字母大写的公共字段。
- 类型明确: 推荐使用int32, int64等明确大小的整数类型，避免int可能因系统架构不同而导致的大小差异，这有助于保证跨平台兼容性。
- 固定大小数组: 当需要直接使用binary.Read或binary.Write对整个结构体进行操作时，变长数据（如[]byte切片）无法直接处理。此时，必须使用固定大小的数组，encoding/binary才能直接将数据流映射到结构体的相应内存区域。
构建TCP服务器
TCP服务器负责监听特定端口，接受客户端连接，并处理客户端发送的数据。
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1. 监听连接
使用net.Listen函数创建一个TCP监听器。它会绑定到指定的网络地址和端口，并开始监听传入的连接请求。
package main
import (
"encoding/binary"
"fmt"
"net"
)
// packet结构体定义同上
type packet struct {
Type int32
Id int32
Data [100]byte
}
func main() {
// 在端口2000上设置一个TCP监听器
l, err := net.Listen("tcp", ":2000")
if err != nil {
// 生产环境中应避免使用panic，而是进行更健壮的错误处理和日志记录
panic(err.Error())
}
defer l.Close() // 确保监听器在main函数退出时关闭，释放端口资源
fmt.Println("服务器已启动，监听端口2000...")
for {
// 阻塞等待新的客户端连接。当有客户端尝试连接时，Accept会返回一个net.Conn对象
conn, err := l.Accept()
if err != nil {
fmt.Printf("接受连接失败: %s\n", err.Error())
continue // 继续等待下一个连接
}
// 使用goroutine并发处理客户端连接，避免阻塞主循环，从而支持多客户端连接
go handleClient(conn)
}
}2. 处理客户端连接
handleClient函数负责与单个客户端进行通信。它接收数据包，并发送响应。每个客户端连接都应在一个独立的goroutine中处理，以实现并发。
func handleClient(conn net.Conn) {
defer conn.Close() // 确保连接在函数退出时关闭，释放资源
fmt.Printf("客户端 %s 已连接\n", conn.RemoteAddr().String())
// 等待并读取客户端发送的数据包
var msg packet
// 使用binary.Read从连接中读取二进制数据并反序列化到msg结构体中
// binary.BigEndian指定字节序为大端序
err := binary.Read(conn, binary.BigEndian, &msg)
if err != nil {
fmt.Printf("读取数据失败: %s\n", err.Error())
return
}
// 将接收到的Data字段（字节数组）转换为字符串并打印。
// 由于Data是固定大小数组，可能包含零值填充，需要注意截断或处理。
receivedData := string(msg.Data[:])
fmt.Printf("收到来自 %s 的数据包 (类型: %d, ID: %d): %s\n",
conn.RemoteAddr().String(), msg.Type, msg.Id, receivedData)
// 准备并发送响应数据包
response := packet{Type: 1, Id: 1}
// 将字符串复制到固定大小的字节数组中。如果字符串长度超过数组容量，会被截断。
copy(response.Data[:], "Hello, client from server!")
// 使用binary.Write将response结构体序列化为二进制数据并写入连接
err = binary.Write(conn, binary.BigEndian, &response)
if err != nil {
fmt.Printf("发送响应失败: %s\n", err.Error())
return
}
fmt.Printf("已向 %s 发送响应\n", conn.RemoteAddr().String())
}构建TCP客户端
TCP客户端负责建立与服务器的连接，发送数据，并接收服务器的响应。
package main
import (
"encoding/binary"
"fmt"
"net"
"strings" // 用于处理字符串截断
)
// packet结构体定义同上
type packet struct {
Type int32
Id int32
Data [100]byte
}
func main() {
// 连接到本地服务器的2000端口
conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:2000")
if err != nil {
panic(err.Error()) // 生产环境中应避免使用panic
}
defer conn.Close() // 确保连接在main函数退出时关闭
fmt.Println("已连接到服务器...")
// 准备并发送一个数据包
msg := packet{Type: 0, Id: 0}
// 将字符串复制到数据载荷中。确保不超过Data数组的长度。
messageToSend := "Hello, server from client!"
copy(msg.Data[:], messageToSend)
// 序列化并发送数据包
err = binary.Write(conn, binary.BigEndian, &msg)
if err != nil {
panic(err.Error())
}
fmt.Printf("已发送数据包: \"%s\"\n", messageToSend)
// 接收服务器的响应数据包
var response packet
// 反序列化接收到的数据
err = binary.Read(conn, binary.BigEndian, &response)
if err != nil {
panic(err.Error())
}
// 将接收到的Data字段（字节数组）转换为字符串并打印。
// 使用strings.TrimRight去除可能存在的零值填充，确保输出干净。
receivedResponse := strings.TrimRight(string(response.Data[:]), "\x00")
fmt.Printf("收到服务器响应 (类型: %d, ID: %d): \"%s\"\n",
response.Type, response.Id, receivedResponse)
}运行与测试
- 启动服务器: 保存服务器代码为server.go，在终端运行 go run server.go。您将看到服务器启动并监听端口2000的提示。
- 启动客户端: 保存客户端代码为client.go，在另一个终端运行 go run client.go。
您将观察到客户端成功连接到服务器，发送消息，并接收到服务器的响应。同时，服务器端会打印出接收到的客户端消息，并记录发送响应的过程。
进阶考量与优化
上述示例是一个基础的TCP通信实现，但在实际生产环境中，它存在一些限制
