gin是如何实现socket的

作为前宇宙场的程序员面试官，你猜我在面试中问的最多的是啥？ socket 到底是什么？看完这个视频，你不仅能搞清楚概念，还能弄明白 socket 的内核。实现故事要从一个插头说起， 当我将插头插入插座，那看起来就像是将两者连起来了，而插座的英文又叫 socket。 巧了，我们程序员搞网络编程时，也会用到一个叫 sock 的东西，其实两者非常相似，通过 sock， 我们可以与某台机子建立连接。如果我们想要在两端之间传份数据，就需要像上面这样， 两端各自执行 socket 方法。得到 fd 聚柄之后，对于服务端依次执行 bind、 lason、 accept 方法，然后坐等客户端的连接请求。执行 connect 方法，向服务端发起建立连接的请求。连接建立完成后，客户端可以执行 sand 方法发送消息，服务端可以执行 receive 方法接收消息。反过来，服务器也可以执行 send 发送消息，客户端执行 receive 接收消息。这就是我们大部分程序员最熟悉的使用场景。 现在我们见过也用过 socket 了，但对大部分程序员来说，他依然是个黑盒。那既然是黑盒，我们索性假设我们忘了 socket， 重新设计一个内核网络传输功能。网络传输从操作上来看，无非就是两段之间互相收发数据，也就是对应读数据和写数据。 写过代码的都知道，为了实现某些功能，我们一般会需要定一个新的数据结构，这个数据结构叫 sock。 由于接收端和发送端可能不止一个，因此我们加入 ip 和端口坐下区分 ip 用来定位是哪台电脑， 端口用来定位是这台电脑上的哪个进程。另外，发送端和接收端的传输方式有很多区别，可以是可靠的 tcp 协议，也可以是不可靠的 udp 协议，甚至还需要支持基于 icnp 协议的拼命令。虽然这些协议各不相同， 但还是有一些功能相似的地方，比如收发数据时的一些逻辑，完全可以附用按面相对象编程的思想，我们可以将不同的协议当成是不同的对象类或结构体，将公共的部分提取出来，通过继承的方式服用功能。 于是我们将功能重新划分下，定义了一些数据结构。 sock 是最基础的结构，维护一些任何协议都有可能会用到的收发数据缓冲区。 next sock 特指用了网络传输功能的 sock， 在 sock 的基础上还加入了 ttl、 ip、 地址、端口这些跟网络传输相关的自断信息。 说到这里大家就蒙了，难道还有不用网络传输的？有，比如 your next domain socket， 用于本机进程之间的通信，直接读写文件，不需要经过网络协议战。 net connection stop 是指面相连接的 stop， 在 next stop 的基础上加入面相连接的协议里相关自断，比如 accept 队列、数据包、分片大小、握手失败、重试次数等。 虽然我们现在提到面相连接的协议就是指 tcp， 但从设计上， lay next 需要支持扩展其他面相连接的新协议，比如 sctp 协议，不了解也没关系，我们跳过 tcp 下划线 sock 就是正儿八经的 tcp 协议专用的 sock 结构了。在 next connection sock 基础上，还加入了 tcp 特有的滑动窗口、拥塞避免等功能。好了，现在有了这套数据结构，每个数据结构实现自己职责范围内的功能，然后再将它们 硬件网卡对接一下，就实现了网络传输的功能。可以想象到这里面的代码肯定非常复杂，同时还操作了网卡硬件，需要比较高的操作系统权限，再考虑到性能和安全，于是决定将它放在操作系统内盒里。 既然跟远端服务端进程收发数据，可以抽象为读和写，操作文件也可以抽象为读和写。正好有句话叫 lay next 里一切皆是文件，那我们索性将内核的 sock 结构封装成文件就好了。 创建 soc 的同时也创建一个文件，文件有个具柄 fd， 说白了就是个文件系统里的身份证号码，通过他可以唯一确定是哪个 soc。 将 fd 聚柄暴露给用户之后，用户操作这个聚柄文件，系统就会将操作指向内和 sock 结构。有了 socksd 聚柄之后，我们将这部分功能抽象成一个个简单的 api 接口，让用户 更方便的实现特定的网络编唱功能。以后别人只需要调用这些 api 接口，就可以驱动我们写好的这一大堆复杂的数据结构去发送数据。这些 api 接口我们列了一下，发现需要有 send、 receive， bind、 listen、 connect 这些。到这里， 我们的内核网络传输功能就算设计完成了。现在是不是眼熟了，上面这些接口方法其实就是 socket 提供出来的接口，所以说 socket 其实就是个代码库或接口层，它介于内核和应用程序之间，提供了一些高度封装过的接口，让我们去使用内核网络的传输功能。到这里 我们应该明白了，我们平时写的应用程序的代码里，虽然用了 socket 实现了收发数据包的功能，但其实真正执行网络通信功能的不是应用程序，而是 linex。 内核相当于应用程序通过 sock 提供的接口，将网络传输的这部分工作外包给了 linx 内核。这听起来像不像我们最熟悉的前后端分离的服务架构？虽然这么说不太严谨，但看上去 linx 就像是被分成了应用程序和内核两个服务 内核，就像是后端暴露了好多个 api 接口，其中一类就是 soccer， the sand 和 receive 这些方法。应用程序就像是前端负责调用内核提供的接口来实现想要的功能。 看到这里，我担心大家会有点混乱，来做个小的总结。在操作系统内和空间里实现网络传输功能的结构是 suck， 基于不同的协议和应用场景，会被泛化为各种类型的 suck， 他们结合硬件共同实现了网络传输功能。 为了将这部分功能暴露给用户空间的应用程序使用，于是引入了 sak 层，同时将 sak 嵌入到文件系统的框架里。 sock 就变成了一个特殊的文件，用户就可以在用户空间使用文件具柄，也就是 socketfd 来操作内和 salt 的网络传输能力。这个 socketfd 是一个 into 类型的数字，现在回去看 socket 的中文翻译套接字，我将它理解为一套用于连接的数字，是不是就觉得特别合理了？ 上面关于 socket 怎么实现网络通信功能这一块一笔带过了，现在我们来聊聊。我们以最常用的 tcp 协议为例，简单了解下它是怎么实现网络传输功能的。 我将它分为两阶段，分别是建立连接和数据传输。在客户端代码执行 socket 提供的 connect 方法，传入 socket 和 ip 端口时， 内核会通过 socksd 句柄找到对应的文件，再根据文件里的信息找到内核的 sock 结构，通过这个 sock 结构主动发起三次握手，至此连接就算准。 准备好了之后就可以开始传输数据了。为了实现发送和接收数据的功能， suck 结构题里带了一个发送缓冲区和一个接收缓冲区。说是缓冲区，但其实就是个链表，上面挂着一个个准备要发送或接收的数据。 当应用执行 send 方法发送数据时，同样也会通过 sockfd 句柄找到对应的文件。根据文件指向的 soft 结构，找到这个 soft 结构里带的发送缓冲区。将数据放到发送缓冲区，然后结束流程内核，看心情决定什么时候将这份数据发送出去。 接收数据流程也类似，当数据送到 linax 内核后，数据不是立马给到应用程序的，而是先放在接收缓冲。剧中数据静静躺着，卑微的等待应用程序什么时候执行。 receive 方法来拿一下，就像我的视频，躺在你的推流列表里，卑微的等一个点赞、关注、转 转发三连。看到这里，问题又来了，服务端类似的时候，那么多数据包发到一个类似 socket 上，服务端是怎么区分多个客户端的？客户端发来的数据包上会有原 ip 地址和端口，以及目的 ip 地址和端口这四个元素构成一个四元组，可以用于唯一标记一个客户端。 服务端会创建一个新的内核 sock， 并用四元组声成一个 hasht， 将它放入到一个 hash 表中。下次再有消息进来的时候，通过消息自带的四元组声成 hasht， 再到这个 hash 表里重新取出对应的 sock 就好了。 所以说服务端是通过四元组来区分多个客户端的。最后遗留一个问题，大家都知道 linx 内核是新语言实现的，而新语言既没有累也没有继承的特性，是怎么做到继承的效果的呢？欢迎评论区讨论。想要文字版的笔记，可到我的报上 回复关键字扫即可获取！老规矩，总结的事情就交给你们了！