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Nodejs学习笔记之NET模块

时间:2015-02-08 19:22来源:www.chengxuyuans.com 点击:

一,开篇分析

从今天开始,我们来深入具体的模块学习,这篇文章是这个系列文章的第三篇,前两篇主要是以理论为主,相信大家在前两篇的学习中,

对NodeJS也有一个基本的认识,没事!!!趁热打铁,让我们继续将NodeJS进行到底,好了废话不多说,直接进入今天的主题 “Net模块” ,那么”Net“应该如何理解那?

它是做什么用的那?(Net模块可用于创建Socket服务器或Socket客户端。NodeJS 的数据通信,最基础的两个模块是 Net 和 Http,前者是基于 Tcp 的封装,后者本质还是 Tcp 层,只不过做了比较多的数据封装,我们视为表现层)。

这里参考一下NodeJS “http.js” 中的源码:

从图中不难看出 HttpServer继承了Net类,具有了相关的通信能力,做了比较多的数据封装,我们视为更高级的表现层。

扩展知识(以下是“inherits”的源码):


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

功能是实现继承复用。

刚才做了一个简要的概述,里面有一些常用的概念,这里做个简短的概念普及介绍:

  (1),TCP/IP------TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输。

  (2),Socket------socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序层面)。

  (3),Http------HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。

  (4),网络七层模型------物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

  总结一下:Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API)。

  从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口,比如Create、Listen、Connect、Accept、Send、Read和Write等等。

  TCP/IP只是一个协议栈,就像操作系统的运行机制一样,必须要具体实现,同时还要提供对外的操作接口

  实际上,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的,而Socket本身不算是协议,就像上面所说,它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

二,体验一把

好了,概念我们也有了,来个例子:

1,建立server.js


var net = require('net') ;
var server = net.createServer(function(c) { // Connection监听器
  console.log("服务器已连接") ;
  c.on("end", function() {
    console.log("服务器已断开") ;
  }) ;
  c.write("Hello,Bigbear !\r\n") ;
  c.pipe(c) ;
}) ;
server.listen(8124, function() { // Listening监听器
  console.log("服务器已绑定") ;
}) ;

2,建立client.js


var net = require('net') ;
var client = net.connect({
    port: 8124
},function(){ // connect监听器
  console.log("客户端已连接") ;
  client.write('Hello,Baby !\r\n') ;
});
client.on("data", function(data) {
  console.log(data.toString()) ;
  client.end() ;
});
client.on("end", function(){
  console.log("客户端断开连接") ;
}) ;

分析一下:

服务端------net.createServer创建一个 TCP 服务,这个服务绑定(server.listen)在 8124 这个端口上,创建 Server 后我们看到有一个回调函数,

在调用上面函数的时候传入一个参数,这个参数也是函数,并且接受了 socket ,这个由其他方法构造的一个管道(pipe),他的作用就是用来数据交互的。

pipe 是需要 Client 跟 Server 打招呼才能建立的,如果此刻没有客户端访问 Server,这个 socket 就不会存在了。

客户端------net.connect顾名思义,就是连接到服务端,第一个参数是对象,设置端口(port)为 8124,也就是我们服务器监听的端口,由于没有设置 host 参数,那默认就是 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,如果是多个客户端连接 Server,Server 会新建多个 socket,每个 socket 对应一个 client。

运行结果:

三,案例引入

(1),下面代码仅仅是服务器向客户端输出一段文本,完成服务端到客户端的单向通讯。


//  Sever --> Client 的单向通讯
var net = require('net');
var chatServer = net.createServer();
chatServer.on('connection', function(client) {
  client.write('Hi!\n'); // 服务端向客户端输出信息,使用 write() 方法
  client.write('Bye!\n');
  client.end(); // 服务端结束该次会话
});
chatServer.listen(9000);

Telnet测试一下:telnet127.0.0.1:9000

执行 telnet后,与服务点连接,反馈 Hi! Bye! 的字符,并立刻结束服务端程序终止连接。

如果我们要服务端接到到客户端的信息?

可以监听 server.data 事件并且不要中止连接(否则会立刻结束无法接受来自客户端的消息)。

(2),监听 server.data 事件并且不要中止连接(否则会立刻结束无法接受来自客户端的消息)。


// 在前者的基础上,实现 Client --> Sever 的通讯,如此一来便是双向通讯
var net = require('net');
var chatServer = net.createServer(),   
    clientList = [];
chatServer.on('connection', function(client) {
  // JS 可以为对象自由添加属性。这里我们添加一个 name 的自定义属性,用于表示哪个客户端(客户端的地址+端口为依据)
  client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort; 
  client.write('Hi ' + client.name + '!\n'); 
  clientList.push(client); 
  client.on('data', function(data) {   
     broadcast(data, client);// 接受来自客户端的信息 
  });
});
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);

上面是不是一个完整功能的代码呢?我们说还有一个问题没有考虑进去:那就是一旦某个客户端退出,却仍保留在 clientList里面,这明显是一个空指针。

(3),处理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); // 删除数组中的制定元素。
  })
})

NodeTCPAPI已经为我们提供了 end 事件,即客户端中止与服务端连接的时候发生。

(4),优化broadcast


function broadcast(message, client) {
  var cleanup = []
  for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) {
    if(client !== clientList[i]) {
      if(clientList[i].writable) { // 先检查 sockets 是否可写
        clientList[i].write(client.name + " says " + message)
      } else {
        cleanup.push(clientList[i]) // 如果不可写,收集起来销毁。销毁之前要 Socket.destroy() 用 API 的方法销毁。
        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” 没有被触发,会出现异常,所以才做优化工作。

(5),NetAPI中还提供一个 error 事件,用于捕捉客户端的异常


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

四,总结一下

1,理解开篇的相关概念

2,认识Http与Net模块之间的关系

3,结合本文的例子,查阅相关api去实践

4,socket客户端与服务器端之间的通信思想

5,有兴趣可以完善一下那个聊天室的例子

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