Golang中怎么利用WebSocket 實現一個 chat 服務

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數據流

數據流是 engine 的主要功能，先不急著看代碼，我們先想 client 怎么接入并被 engine 感知：

1. 首先是從前端發 websocket 請求；

2. 建立連接；準備接收/發送通道；

3. 注冊到 engine；

// HTML 操作 {js}
if (window["WebSocket"]) {
  conn = new WebSocket("ws://" + document.location.host + "/ws");
  conn.onclose = function (evt) {
    var item = document.createElement("div");
    item.innerHTML = "<b>Connection closed.</b>";
    appendLog(item);
  };
  ...
}

// 路由
engine.AddRoute(rest.Route{
  Method: http.MethodGet,
  Path:   "/ws",
  Handler: func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    internal.ServeWs(hub, w, r)
  },
})

// 接入邏輯
func ServeWs(hub *Hub, w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  // 將http請求升級為websocket
	conn, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
	...
  // 構建client：hub{engine}, con{websocker conn}, send{channel buff}
	client := &Client{
		hub:  hub,
		conn: conn,
		send: make(chan []byte, bufSize),
	}
	client.hub.register <- client
  // 開始客戶端雙工的通信，接收和寫入數據
  go client.writePump()
	go client.readPump()
}

這樣，新接入的 client 就被加入到 注冊 通道中。

hub engine

發出了 注冊 的動作，engine 會怎么處理呢？

type Hub struct {
	clients map[*Client]bool		// 上線clients
	broadcast chan []byte				// 客戶端發送的消息 ->廣播給其他的客戶端
	register chan *Client			  // 注冊channel，接收注冊msg
	unregister chan *Client			// 下線channel
}

func (h *Hub) Run() {
	for {
		select {
    // 注冊channel：存放到注冊表中，數據流也就在這些client中發生
		case client := <-h.register:
			h.clients[client] = true
    // 下線channel：從注冊表里面刪除
		case client := <-h.unregister:
			if _, ok := h.clients[client]; ok {
				delete(h.clients, client)
				close(client.send)
			}
    // 廣播消息：發送給注冊表中的client中，send接收到并顯示到client上
		case message := <-h.broadcast:
			for client := range h.clients {
				select {
				case client.send <- message:
				default:
					close(client.send)
					delete(h.clients, client)
				}
			}
		}
	}
}

1. 接收注冊消息 -> 加入全局注冊表

2. 如果 engine.broadcast 接收到，會將 msg 傳遞給 注冊表 的 client.sendChan

這樣從 HTML -> client -> hub -> other client 的整個數據流就清晰了。

廣播數據

上面說到 engine.broadcast 接收到數據，那從頁面開始，數據是怎么發送到這？

func (c *Client) readPump() {
	...
	for {
    // 1
		_, message, err := c.conn.ReadMessage()
		if err != nil {
			if websocket.IsUnexpectedCloseError(err, websocket.CloseGoingAway, websocket.CloseAbnormalClosure) {
				log.Printf("error: %v", err)
			}
			break
		}
		message = bytes.TrimSpace(bytes.Replace(message, newline, space, -1))
    // 2.
		c.hub.broadcast <- message
	}
}

1. 從 conn 中不斷讀取 msg【頁面點擊后傳遞】

2. 將 msg 傳入 engine.broadcast，從而廣播到其他的 client

3. 當出現發送異常或者是超時，異常退出時，會觸發下線 client

同時要知道，此時發送消息的 client 不止有一個，可能會有很多個。那發送到其他client，client 從自己的 send channel 中讀取消息即可：

func (c *Client) writePump() {
  // 寫超時控制
	ticker := time.NewTicker(pingPeriod)
  ...
	for {
		select {
		case message, ok := <-c.send:
      // 當接收消息寫入時，延長寫超時時間。
			c.conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(writeWait))
			...
			w, err := c.conn.NextWriter(websocket.TextMessage)
			...
			w.Write(message)

			// 依次讀取 send 中消息，并write
			n := len(c.send)
			for i := 0; i < n; i++ {
				w.Write(newline)
				w.Write(<-c.send)
			}
      ...
		case <-ticker.C:
			c.conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(writeWait))
			...
		}
	}
}

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