Erlang TCP Socket 笔记

拼搏现实的明天。 2022-05-18 02:53 465阅读 0赞

本周花时间专门学习了 Erlang 的 TCP 内容，一直以来都停留在应用层面，没有自己亲手完整的实现过，总觉得不踏实，这次亲自动手写的过程果然就遇到了问题。

Erlang 的 TCP 提供了比较完善的 TCP 封装，但是 Erlang 提供的连接接口是同步的，而大部分情况我们需要用到的都是异步的情况，所以会用到内部的 prim\_inet 模块，关于这个模块网上有很多的教程，主要就是这个模块是没有官方文档的，也就是说非官方推荐使用。

接下来看具体的一些代码，首先我们需要在服务器启动一个监听：

SockOpts = [binary, {packet, 0}, {reuseaddr, true}, {nodelay, true}, {active, false}],
    case gen_tcp:listen(Port, SockOpts) of
           {ok, LSock} ->
               case prim_inet:async_accept(LSock, -1) of
                   {ok, Ref} ->
                       {ok, #state{listen_socket = LSock, ref = Ref}};
                   Error ->
                       {
       stop, {listen_error, Error}}
               end;
           {
       error, eaddrinuse} ->
               {
       stop, {port_inuse, Port}};
           {
       error, Reason} ->
               {
       stop, {cannot_listen, Port, Reason}}
       end.

`todo Socket 选项的作用`

`gen_tcp:listen(Port, SockOpts)` 接口返回 `{ok, LSock}` 就意味着在端口 Port 处成功建立监听。接下来产品中的一般做法是建立一个连接池调用 `gen_tcp:accept` 来接收连接，我在这里只是为了实验，所以采用了在同一个进程监听端口和接收并处理 Socket。

`prim_inet:async_accept(LSock, -1)`的作用就是异步接收一个 Socket 连接，当有连接进入时会收到 `{inet_async, LSock, Ref, {ok, ClientSock}}` 这么一条消息，ClientSock 就是连接的 Socket，`Ref` 是函数返回的唯一标识。

所以接下来处理接收就是匹配该消息，这里可以使用 receive 接收也可以使用 gen\_server 的 handle\_info 来处理，一般情况都会使用一个 gen\_server 进程，毕竟 Erlang 提供了完善的消息封装。

handle_info({inet_async, LSock, Ref, {ok, ClientSock}}, #state{listen_socket = LSock, ref = Ref} = State) ->
        try
            prim_inet:async_recv(ClientSock, 0, -1),     %% 这一句调用是异步接收已连接的 Socket 发来的数据
            {ok, Mod} = inet_db:lookup_socket(LSock),
            inet_db:register_socket(ClientSock, Mod),    %% 这里是个坑，如果是自己使用 prim_inet 的话，一定要进行这一步，否则可以接收数据无法发送数据
    
            %% 注意这一句，每次处理完连接的 Socket 之后都需要重新去异步接收新的 Socket
            %% @todo 应该是和 {active, false} 有关？
            case prim_inet:async_accept(LSock, -1) of
                {ok, NRef} ->
                    {noreply, State#state{clients = [ClientSock | Clients], ref = NRef}};
                Error ->
                    close_sockets(Clients),
                    {stop, Error, State}
            end
        catch _:Reason ->
            close_sockets(ClientSock),
            {noreply, State}
        end;
    
    %% receive socket data
    handle_info({inet_async, ClientSock, _Ref, {ok, Data}}, #state{} = State) ->
        do_handle_msg(ClientSock, Data),
        %% 注意这里是第二个坑，处理完数据之后必须重新设置接收数据，否则无法收到后序数据
        prim_inet:async_recv(ClientSock, 0, -1),
        {noreply, State};
    %% client socket closed
    handle_info({inet_async, ClientSock, _Ref, {error, Reason}}, #state{clients = Clients} = State) ->
        close_sockets(ClientSock),
        {noreply, State#state{clients = lists:delete(ClientSock, Clients)}};

这里是用的同一个进程同时处理监听和处理数据，所以需要注意监听到连接的消息和连接发送数据的消息的区分，使用模式匹配来区分两者。其次就是每次处理完接收的连接和数据之后需要重新接收，这点应该是 `{active, false}`选项的作用，需要后面深入了解。

接下来是客户端部分，客户端也采用非阻塞的方式：

do_connect(IP, Port, N) ->
       ?INFO("第 ~p 次连接服务器 ~p:~p", [N, IP, Port]),
       case gen_tcp:connect(IP, Port, ?TCP_OPTS, 3000) of
        {ok, Socket} ->
            %% 连接成功之后设置接收数据 
            prim_inet:async_recv(Socket, 0, -1),
             {ok, Socket};
         {error, Reason} ->
            case N > 0 of
                true ->
                    %% 如果指定次数内连接失败则重试
                    do_connect(IP, Port, N -1);
                false ->
                    ?ERROR("连接服务器 ~p:~p 失败, Reason:~p", [IP, Port, Reason]),
                    {error, Reason}
            end
        end.

客户端连接失败会尝试重连，直到指定次数还没连接成功则失败。TCP 连接成功后，Socket 处理消息就都是一样的了。

%% receive server socket data
    handle_info({inet_async, Socket, _Ref, {ok, Data}}, #state{} = State) ->
        do_handle_data(binary_to_term(Data)),
        prim_inet:async_recv(Socket, 0, -1),
        {noreply, State};
    %% socket close
    handle_info({inet_async, Socket, _Ref, {error, Reason}}, State) ->
        close_socket(Socket),
        {stop, Reason, State};

以上就是关于 Erlang TCP 的使用记录，虽然很简单，但是如果不自己写一遍，总是似是而非，一直都不会真正理解。