gnet: 轻量级且高性能的 Golang 网络库
博客
https://taohuawu.club/go-even...
项目主页
https://github.com/panjf2000/...
欢迎大家围观~~，目前还在持续更新，感兴趣的话可以 star 一下暗中观察哦。
简介
gnet 是一个基于 Event-Loop 事件驱动的高性能和轻量级网络库。这个库直接使用 epoll 和 kqueue 系统调用而非标准 Golang 网络包：net 来构建网络应用，它的工作原理类似两个开源的网络库：libuv 和 libevent。
这个项目存在的价值是提供一个在网络包处理方面能和 Redis、Haproxy 这两个项目具有相近性能的Go 语言网络服务器框架。
gnet 的亮点在于它是一个高性能、轻量级、非阻塞的纯 Go 实现的传输层（TCP/UDP/Unix-Socket）网络库，开发者可以使用 gnet 来实现自己的应用层网络协议，从而构建出自己的应用层网络应用：比如在 gnet 上实现 HTTP 协议就可以创建出一个 HTTP 服务器 或者 Web 开发框架，实现 Redis 协议就可以创建出自己的 Redis 服务器等等。
gnet 衍生自另一个项目：evio，但是性能更好。
功能
- 高性能 的基于多线程模型的 Event-Loop 事件驱动
- 内置 Round-Robin 轮询负载均衡算法
- 简洁的 APIs
- 基于 Ring-Buffer 的高效内存利用
- 支持多种网络协议：TCP、UDP、Unix Sockets
- 支持两种事件驱动机制：Linux 里的 epoll 以及 FreeBSD 里的 kqueue
- 支持异步写操作
- 允许多个网络监听地址绑定在一个 Event-Loop 上
- 灵活的事件定时器
- SO_REUSEPORT 端口重用
核心设计
多线程模型
gnet 重新设计开发了一个新内置的多线程模型：『主从 Reactor 多线程』，这也是 netty 默认的线程模型，下面是这个模型的原理图：
它的运行流程如下面的时序图：
现在我正在 gnet 里开发一个新的多线程模型：『带线程/go程池的主从 Reactors 多线程』，并且很快就能完成，这个模型的架构图如下所示：
它的运行流程如下面的时序图：
通信机制
gnet 的『主从 Reactors 多线程』模型是基于 Golang 里的 Goroutines的，一个 Reactor 挂载在一个 Goroutine 上，所以在 gnet 的这个网络模型里主 Reactor/Goroutine 与从 Reactors/Goroutines 有海量通信的需求，因此 gnet 里必须要有一个能在 Goroutines 之间进行高效率的通信的机制，我没有选择 Golang 里的主流方案：基于 Channel 的 CSP 模型，而是选择了性能更好、基于 Ring-Buffer 的 Disruptor 方案。
所以我最终选择了 go-disruptor：高性能消息分发队列 LMAX Disruptor 的 Golang 实现。
自动扩容的 Ring-Buffer
gnet 利用 Ring-Buffer 来缓存 TCP 流数据以及管理内存使用。
开始使用
安装
$ go get -u github.com/panjf2000/gnet
使用示例
// ======================== Echo Server implemented with gnet ===========================
package main
import (
"flag"
"fmt"
"log"
"strings"
"github.com/panjf2000/gnet"
"github.com/panjf2000/gnet/ringbuffer"
)
func main() {
var port int
var loops int
var udp bool
var trace bool
var reuseport bool
flag.IntVar(&port, "port", 5000, "server port")
flag.BoolVar(&udp, "udp", false, "listen on udp")
flag.BoolVar(&reuseport, "reuseport", false, "reuseport (SO_REUSEPORT)")
flag.BoolVar(&trace, "trace", false, "print packets to console")
flag.IntVar(&loops, "loops", 0, "num loops")
flag.Parse()
var events gnet.Events
events.NumLoops = loops
events.OnInitComplete = func(srv gnet.Server) (action gnet.Action) {
log.Printf("echo server started on port %d (loops: %d)", port, srv.NumLoops)
if reuseport {
log.Printf("reuseport")
}
return
}
events.React = func(c gnet.Conn, inBuf *ringbuffer.RingBuffer) (out []byte, action gnet.Action) {
top, tail := inBuf.PreReadAll()
out = append(top, tail...)
inBuf.Reset()
if trace {
log.Printf("%s", strings.TrimSpace(string(top)+string(tail)))
}
return
}
scheme := "tcp"
if udp {
scheme = "udp"
}
log.Fatal(gnet.Serve(events, fmt.Sprintf("%s://:%d", scheme, port)))
}I/O 事件
gnet 目前支持的 I/O 事件如下：
OnInitComplete当 server 初始化完成之后调用。OnOpened当连接被打开的时候调用。OnClosed当连接被关闭的时候调用。OnDetached当主动摘除连接的时候的调用。React当 server 端接收到从 client 端发送来的数据的时候调用。（你的核心业务代码一般是写在这个方法里）Tick服务器启动的时候会调用一次，之后就以给定的时间间隔定时调用一次，是一个定时器方法。PreWrite预先写数据方法，在 server 端写数据回 client 端之前调用。
性能测试
Linux (epoll)
系统参数
Go Version: go1.12.9 linux/amd64 OS: Ubuntu 18.04 CPU: 8 Virtual CPUs Memory: 16.0 GiB
Echo Server
HTTP Server
FreeBSD (kqueue)
系统参数
Go Version: go version go1.12.9 darwin/amd64 OS: macOS Mojave 10.14.6 CPU: 4 CPUs Memory: 8.0 GiB
Echo Server
HTTP Server
证书
gnet 的源码允许用户在遵循 MIT 开源证书 规则的前提下使用。
待做事项
gnet 还在持续开发的过程中，所以这个仓库的代码和文档会一直持续更新，如果你对 gnet 感兴趣的话，欢迎给这个开源库贡献你的代码~~