go语言实现p2p通信的简单介绍

IPFS(四) 源码解读之-p2p

package p2p

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import (

"context"

"errors"

"time"

net "gx/ipfs/QmPjvxTpVH8qJyQDnxnsxF9kv9jezKD1kozz1hs3fCGsNh/go-libp2p-net"

manet "gx/ipfs/QmV6FjemM1K8oXjrvuq3wuVWWoU2TLDPmNnKrxHzY3v6Ai/go-multiaddr-net"

ma "gx/ipfs/QmYmsdtJ3HsodkePE3eU3TsCaP2YvPZJ4LoXnNkDE5Tpt7/go-multiaddr"

pro "gx/ipfs/QmZNkThpqfVXs9GNbexPrfBbXSLNYeKrE7jwFM2oqHbyqN/go-libp2p-protocol"

pstore "gx/ipfs/QmZR2XWVVBCtbgBWnQhWk2xcQfaR3W8faQPriAiaaj7rsr/go-libp2p-peerstore"

p2phost "gx/ipfs/Qmb8T6YBBsjYsVGfrihQLfCJveczZnneSBqBKkYEBWDjge/go-libp2p-host"

peer "gx/ipfs/QmdVrMn1LhB4ybb8hMVaMLXnA8XRSewMnK6YqXKXoTcRvN/go-libp2p-peer"

)

//P2P结构保存当前正在运行的流/监听器的信息

// P2P structure holds information on currently running streams/listeners

type P2P struct {

//监听器

Listeners ListenerRegistry

//数据流

Streams StreamRegistry

//节点ID

identity peer.ID

//节点地址

peerHost p2phost.Host

//一个线程安全的对等节点存储

peerstore pstore.Peerstore

}

//创建一个新的p2p结构

// NewP2P creates new P2P struct

//这个新的p2p结构不包含p2p结构中的监听器和数据流

func NewP2P(identity peer.ID, peerHost p2phost.Host, peerstore pstore.Peerstore) *P2P {

return P2P{

identity: identity,

peerHost: peerHost,

peerstore: peerstore,

}

}

//新建一个数据流 工具方法 构建一个有节点id，内容和协议的流

func (p2p P2P) newStreamTo(ctx2 context.Context, p peer.ID, protocol string) (net.Stream, error) {

//30s 后会自动timeout

ctx, cancel := context.WithTimeout(ctx2, time.Second 30) //TODO: configurable?

defer cancel()

err := p2p.peerHost.Connect(ctx, pstore.PeerInfo{ID: p})

if err != nil {

return nil, err

}

return p2p.peerHost.NewStream(ctx2, p, pro.ID(protocol))

}

//对话为远程监听器创建新的P2P流

//创建一个新的p2p流实现对对话的监听

// Dial creates new P2P stream to a remote listener

//Multiaddr是一种跨协议、跨平台的表示格式的互联网地址。它强调明确性和自我描述。

//对内接收

func (p2p P2P) Dial(ctx context.Context, addr ma.Multiaddr, peer peer.ID, proto string, bindAddr ma.Multiaddr) ( ListenerInfo, error) {

//获取一些节点信息 network, host, nil

lnet, _, err := manet.DialArgs(bindAddr)

if err != nil {

return nil, err

}

//监听信息

listenerInfo := ListenerInfo{

//节点身份

Identity: p2p.identity,

////应用程序协议标识符。

Protocol: proto,

}

//调用newStreamTo 通过ctx（内容） peer（节点id） proto（协议标识符） 参数获取一个新的数据流

remote, err := p2p.newStreamTo(ctx, peer, proto)

if err != nil {

return nil, err

}

//network协议标识

switch lnet {

//network为"tcp", "tcp4", "tcp6"

case "tcp", "tcp4", "tcp6":

//从监听器获取新的信息 nla.Listener, nil

listener, err := manet.Listen(bindAddr)

if err != nil {

if err2 := remote.Reset(); err2 != nil {

return nil, err2

}

return nil, err

}

//将获取的新信息保存到listenerInfo

listenerInfo.Address = listener.Multiaddr()

listenerInfo.Closer = listener

listenerInfo.Running = true

//开启接受

go p2p.doAccept(listenerInfo, remote, listener)

default:

return nil, errors.New("unsupported protocol: " + lnet)

}

return listenerInfo, nil

}

//

func (p2p *P2P) doAccept(listenerInfo *ListenerInfo, remote net.Stream, listener manet.Listener) {

//关闭侦听器并删除流处理程序

defer listener.Close()

//Returns a Multiaddr friendly Conn

//一个有好的 Multiaddr 连接

local, err := listener.Accept()

if err != nil {

return

}

stream := StreamInfo{

//连接协议

Protocol: listenerInfo.Protocol,

//定位节点

LocalPeer: listenerInfo.Identity,

//定位节点地址

LocalAddr: listenerInfo.Address,

//远程节点

RemotePeer: remote.Conn().RemotePeer(),

//远程节点地址

RemoteAddr: remote.Conn().RemoteMultiaddr(),

//定位

Local: local,

//远程

Remote: remote,

//注册码

Registry: p2p.Streams,

}

//注册连接信息

p2p.Streams.Register(stream)

//开启节点广播

stream.startStreaming()

}

//侦听器将流处理程序包装到侦听器中

// Listener wraps stream handler into a listener

type Listener interface {

Accept() (net.Stream, error)

Close() error

}

//P2PListener保存关于侦听器的信息

// P2PListener holds information on a listener

type P2PListener struct {

peerHost p2phost.Host

conCh chan net.Stream

proto pro.ID

ctx context.Context

cancel func()

}

//等待侦听器的连接

// Accept waits for a connection from the listener

func (il *P2PListener) Accept() (net.Stream, error) {

select {

case c := -il.conCh:

return c, nil

case -il.ctx.Done():

return nil, il.ctx.Err()

}

}

//关闭侦听器并删除流处理程序

// Close closes the listener and removes stream handler

func (il *P2PListener) Close() error {

il.cancel()

il.peerHost.RemoveStreamHandler(il.proto)

return nil

}

// Listen创建新的P2PListener

// Listen creates new P2PListener

func (p2p P2P) registerStreamHandler(ctx2 context.Context, protocol string) ( P2PListener, error) {

ctx, cancel := context.WithCancel(ctx2)

list := P2PListener{

peerHost: p2p.peerHost,

proto: pro.ID(protocol),

conCh: make(chan net.Stream),

ctx: ctx,

cancel: cancel,

}

p2p.peerHost.SetStreamHandler(list.proto, func(s net.Stream) {

select {

case list.conCh - s:

case -ctx.Done():

s.Reset()

}

})

return list, nil

}

// NewListener创建新的p2p侦听器

// NewListener creates new p2p listener

//对外广播

func (p2p P2P) NewListener(ctx context.Context, proto string, addr ma.Multiaddr) ( ListenerInfo, error) {

//调用registerStreamHandler 构造一个新的listener

listener, err := p2p.registerStreamHandler(ctx, proto)

if err != nil {

return nil, err

}

//构造新的listenerInfo

listenerInfo := ListenerInfo{

Identity: p2p.identity,

Protocol: proto,

Address: addr,

Closer: listener,

Running: true,

Registry: p2p.Listeners,

}

go p2p.acceptStreams(listenerInfo, listener)

//注册连接信息

p2p.Listeners.Register(listenerInfo)

return listenerInfo, nil

}

//接受流

func (p2p *P2P) acceptStreams(listenerInfo *ListenerInfo, listener Listener) {

for listenerInfo.Running {

//一个有好的 远程 连接

remote, err := listener.Accept()

if err != nil {

listener.Close()

break

}

}

//取消注册表中的p2p侦听器

p2p.Listeners.Deregister(listenerInfo.Protocol)

}

// CheckProtoExists检查是否注册了协议处理程序

// mux处理程序

// CheckProtoExists checks whether a protocol handler is registered to

// mux handler

func (p2p *P2P) CheckProtoExists(proto string) bool {

protos := p2p.peerHost.Mux().Protocols()

for _, p := range protos {

if p != proto {

continue

}

return true

}

return false

}

golang p2p网

继续进入下一个初始化

n.netService, err = nebnet.NewNebService(n)

if err != nil {

logging.CLog().WithFields(logrus.Fields{

"err": err,

}).Fatal("Failed to setup net service.")

}

netservice有两个成员

type NebServicestruct {

node      *Node

dispatcher *Dispatcher

}

跳出stup()函数

先进入start()函数看一看

if err := n.netService.Start(); err != nil {

logging.CLog().WithFields(logrus.Fields{

"err": err,

}).Fatal("Failed to start net service.")

}

进入netservice.start()

func (ns *NebService) Start() error {

logging.CLog().Info("Starting NebService...")

// start dispatcher.

ns.dispatcher.Start()

// start node.

if err := ns.node.Start(); err != nil {

ns.dispatcher.Stop()

logging.CLog().WithFields(logrus.Fields{

"err": err,

}).Error("Failed to start NebService.")

return err

}

logging.CLog().Info("Started NebService.")

return nil

}

可以看到第一个start()的函数是dispatcher.start()

进入dispatch.start()

func (dp *Dispatcher) Start() {

logging.CLog().Info("Starting NebService Dispatcher...")

go dp.loop()

}

然后就出现一个新的线程、goruntime

go dp.loop()

进入该线程，看它干了些什么

timerChan := time.NewTicker(time.Second).C

for {

select {

case -timerChan:

metricsDispatcherCached.Update(int64(len(dp.receivedMessageCh)))

case -dp.quitCh:

logging.CLog().Info("Stoped NebService Dispatcher.")

return

case msg := -dp.receivedMessageCh:

msgType := msg.MessageType()

v, _ := dp.subscribersMap.Load(msgType)

if v == nil {

continue

  }

m, _ := v.(*sync.Map)

m.Range(func(key, valueinterface{}) bool {

select {

case key.(*Subscriber).msgChan - msg:

default:

logging.VLog().WithFields(logrus.Fields{

"msgType": msgType,

}).Warn("timeout to dispatch message.")

}

return true

  })

}

}

一个有点长的循环

metricsDispatcherCached.Update(int64(len(dp.receivedMessageCh)))一秒钟刷新一次缓冲区

case msg := -dp.receivedMessageCh:

msgType := msg.MessageType()如果能取出dp.receivedMessageCh

msgType := msg.MessageType()首先判断取出的信息类型

v, _ := dp.subscribersMap.Load(msgType)

if v == nil {

continue

}

根据类型取出相应的map

如果取不出，那么使用continue结束这个case

m, _ := v.(*sync.Map)

断言

m.Range(func(key, valueinterface{}) bool {

select {

case key.(*Subscriber).msgChan - msg:

default:

logging.VLog().WithFields(logrus.Fields{

"msgType": msgType,

}).Warn("timeout to dispa+tch message.")

}

return true

})

将msg推入其他管道里面去。其他goruntime会循环等待该

GO语言商业案例（十八）：stream

切换到新语言始终是一大步，尤其是当您的团队成员只有一个时有该语言的先前经验。现在，Stream 的主要编程语言从 Python 切换到了 Go。这篇文章将解释stream决定放弃 Python 并转向 Go 的一些原因。

Go 非常快。性能类似于 Java 或 C++。对于用例，Go 通常比 Python 快 40 倍。

对于许多应用程序来说，编程语言只是应用程序和数据库之间的粘合剂。语言本身的性能通常并不重要。然而，Stream 是一个API 提供商，为 700 家公司和超过 5 亿最终用户提供提要和聊天平台。多年来，我们一直在优化 Cassandra、PostgreSQL、Redis 等，但最终，您会达到所使用语言的极限。Python 是一门很棒的语言，但对于序列化/反序列化、排名和聚合等用例，它的性能相当缓慢。我们经常遇到性能问题，Cassandra 需要 1 毫秒来检索数据，而 Python 会花费接下来的 10 毫秒将其转换为对象。

看看我如何开始 Go 教程中的一小段 Go 代码。（这是一个很棒的教程，也是学习 Go 的一个很好的起点。）

如果您是 Go 新手，那么在阅读那个小代码片段时不会有太多让您感到惊讶的事情。它展示了多个赋值、数据结构、指针、格式和一个内置的 HTTP 库。当我第一次开始编程时，我一直喜欢使用 Python 更高级的功能。Python 允许您在编写代码时获得相当的创意。例如，您可以：

这些功能玩起来很有趣，但是，正如大多数程序员会同意的那样，在阅读别人的作品时，它们通常会使代码更难理解。Go 迫使你坚持基础。这使得阅读任何人的代码并立即了解发生了什么变得非常容易。 注意：当然，它实际上有多“容易”取决于您的用例。如果你想创建一个基本的 CRUD API，我仍然推荐 Django + DRF或 Rails。

作为一门语言，Go 试图让事情变得简单。它没有引入许多新概念。重点是创建一种非常快速且易于使用的简单语言。它唯一具有创新性的领域是 goroutine 和通道。（100% 正确CSP的概念始于 1977 年，所以这项创新更多是对旧思想的一种新方法。）Goroutines 是 Go 的轻量级线程方法，通道是 goroutines 之间通信的首选方式。Goroutines 的创建非常便宜，并且只需要几 KB 的额外内存。因为 Goroutine 非常轻量，所以有可能同时运行数百甚至数千个。您可以使用通道在 goroutine 之间进行通信。Go 运行时处理所有复杂性。goroutines 和基于通道的并发方法使得使用所有可用的 CPU 内核和处理并发 IO 变得非常容易——所有这些都不会使开发复杂化。与 Python/Java 相比，在 goroutine 上运行函数需要最少的样板代码。您只需在函数调用前加上关键字“go”：

Go 的并发方法很容易使用。与 Node 相比，这是一种有趣的方法，开发人员必须密切关注异步代码的处理方式。Go 中并发的另一个重要方面是竞争检测器。这样可以很容易地确定异步代码中是否存在任何竞争条件。

我们目前用 Go 编写的最大的微服务编译需要 4 秒。与以编译速度慢而闻名的 Java 和 C++ 等语言相比，Go 的快速编译时间是一项重大的生产力胜利。我喜欢在程序编译的时候摸鱼，但在我还记得代码应该做什么的同时完成事情会更好。

首先，让我们从显而易见的开始：与 C++ 和 Java 等旧语言相比，Go 开发人员的数量并不多。根据StackOverflow的数据， 38% 的开发人员知道 Java， 19.3% 的人知道 C++，只有 4.6% 的人知道 Go。GitHub 数据显示了类似的趋势：Go 比 Erlang、Scala 和 Elixir 等语言使用更广泛，但不如 Java 和 C++ 流行。幸运的是，Go 是一种非常简单易学的语言。它提供了您需要的基本功能，仅此而已。它引入的新概念是“延迟”声明和内置的并发管理与“goroutines”和通道。（对于纯粹主义者来说：Go 并不是第一种实现这些概念的语言，只是第一种使它们流行起来的语言。）任何加入团队的 Python、Elixir、C++、Scala 或 Java 开发人员都可以在一个月内在 Go 上发挥作用，因为它的简单性。与许多其他语言相比，我们发现组建 Go 开发人员团队更容易。如果您在博尔德和阿姆斯特丹等竞争激烈的生态系统中招聘人员，这是一项重要的优势。

对于我们这样规模的团队（约 20 人）来说，生态系统很重要。如果您必须重新发明每一个小功能，您根本无法为您的客户创造价值。Go 对我们使用的工具有很好的支持。实体库已经可用于 Redis、RabbitMQ、PostgreSQL、模板解析、任务调度、表达式解析和 RocksDB。与 Rust 或 Elixir 等其他较新的语言相比，Go 的生态系统是一个重大胜利。它当然不如 Java、Python 或 Node 之类的语言好，但它很可靠，而且对于许多基本需求，你会发现已经有高质量的包可用。

Gofmt 是一个很棒的命令行实用程序，内置在 Go 编译器中，用于格式化代码。就功能而言，它与 Python 的 autopep8 非常相似。我们大多数人并不真正喜欢争论制表符与空格。格式的一致性很重要，但实际的格式标准并不那么重要。Gofmt 通过使用一种正式的方式来格式化您的代码来避免所有这些讨论。

Go 对协议缓冲区和 gRPC 具有一流的支持。这两个工具非常适合构建需要通过 RPC 通信的微服务。您只需要编写一个清单，在其中定义可以进行的 RPC 调用以及它们采用的参数。然后从这个清单中自动生成服务器和客户端代码。生成的代码既快速又具有非常小的网络占用空间并且易于使用。从同一个清单中，您甚至可以为许多不同的语言生成客户端代码，例如 C++、Java、Python 和 Ruby。因此，内部流量不再有模棱两可的 REST 端点，您每次都必须编写几乎相同的客户端和服务器代码。.

Go 没有像 Rails 用于 Ruby、Django 用于 Python 或 Laravel 用于 PHP 那样的单一主导框架。这是 Go 社区内激烈争论的话题，因为许多人主张你不应该一开始就使用框架。我完全同意这对于某些用例是正确的。但是，如果有人想构建一个简单的 CRUD API，他们将更容易使用 Django/DJRF、Rails Laravel 或Phoenix。对于 Stream 的用例，我们更喜欢不使用框架。然而，对于许多希望提供简单 CRUD API 的新项目来说，缺乏主导框架将是一个严重的劣势。

Go 通过简单地从函数返回错误并期望调用代码来处理错误（或将其返回到调用堆栈）来处理错误。虽然这种方法有效，但很容易失去问题的范围，以确保您可以向用户提供有意义的错误。错误包通过允许您向错误添加上下文和堆栈跟踪来解决此问题。另一个问题是很容易忘记处理错误。像 errcheck 和 megacheck 这样的静态分析工具可以方便地避免犯这些错误。虽然这些变通办法效果很好，但感觉不太对劲。您希望该语言支持正确的错误处理。

Go 的包管理绝不是完美的。默认情况下，它无法指定特定版本的依赖项，也无法创建可重现的构建。Python、Node 和 Ruby 都有更好的包管理系统。但是，使用正确的工具，Go 的包管理工作得很好。您可以使用Dep来管理您的依赖项，以允许指定和固定版本。除此之外，我们还贡献了一个名为的开源工具VirtualGo，它可以更轻松地处理用 Go 编写的多个项目。

我们进行的一个有趣的实验是在 Python 中使用我们的排名提要功能并在 Go 中重写它。看看这个排名方法的例子：

Python 和 Go 代码都需要执行以下操作来支持这种排名方法：

开发 Python 版本的排名代码大约花了 3 天时间。这包括编写代码、单元测试和文档。接下来，我们花了大约 2 周的时间优化代码。其中一项优化是将分数表达式 (simple_gauss(time)*popularity) 转换为抽象语法树. 我们还实现了缓存逻辑，可以在未来的特定时间预先计算分数。相比之下，开发此代码的 Go 版本大约需要 4 天时间。性能不需要任何进一步的优化。因此，虽然 Python 的最初开发速度更快，但基于 Go 的版本最终需要我们团队的工作量大大减少。另外一个好处是，Go 代码的执行速度比我们高度优化的 Python 代码快大约 40 倍。现在，这只是我们通过切换到 Go 体验到的性能提升的一个示例。

与 Python 相比，我们系统的其他一些组件在 Go 中构建所需的时间要多得多。作为一个总体趋势，我们看到 开发 Go 代码需要更多的努力。但是，我们花更少的时间 优化 代码以提高性能。

我们评估的另一种语言是Elixir.。Elixir 建立在 Erlang 虚拟机之上。这是一种迷人的语言，我们之所以考虑它，是因为我们的一名团队成员在 Erlang 方面拥有丰富的经验。对于我们的用例，我们注意到 Go 的原始性能要好得多。Go 和 Elixir 都可以很好地服务数千个并发请求。但是，如果您查看单个请求的性能，Go 对于我们的用例来说要快得多。我们选择 Go 而不是 Elixir 的另一个原因是生态系统。对于我们需要的组件，Go 有更成熟的库，而在许多情况下，Elixir 库还没有准备好用于生产环境。培训/寻找开发人员使用 Elixir 也更加困难。这些原因使天平向 Go 倾斜。Elixir 的 Phoenix 框架看起来很棒，绝对值得一看。

Go 是一种非常高性能的语言，对并发有很好的支持。它几乎与 C++ 和 Java 等语言一样快。虽然与 Python 或 Ruby 相比，使用 Go 构建东西确实需要更多时间，但您将节省大量用于优化代码的时间。我们在Stream有一个小型开发团队，为超过 5 亿最终用户提供动力和聊天。Go 结合了 强大的生态系统 、新开发人员的 轻松入门、快速的性能 、对并发的 可靠支持和高效的编程环境 ，使其成为一个不错的选择。Stream 仍然在我们的仪表板、站点和机器学习中利用 Python 来提供个性化的订阅源. 我们不会很快与 Python 说再见，但今后所有性能密集型代码都将使用 Go 编写。我们新的聊天 API也完全用 Go 编写。