面试题：Go网络编程之TCP连接优化

连接复用

原理：在高并发场景下，频繁创建和销毁TCP连接会消耗大量资源。连接复用即对已建立的连接进行重复使用，减少连接建立和关闭的开销。在Go语言中，net/http包中的Transport结构体就支持连接复用。在TCP服务器场景下，我们可以通过维护一个连接池来实现连接复用。
代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "net"
    "sync"
)

type ConnectionPool struct {
    pool sync.Pool
}

func NewConnectionPool() *ConnectionPool {
    return &ConnectionPool{
        pool: sync.Pool{
            New: func() interface{} {
                conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:8080")
                if err != nil {
                    panic(err)
                }
                return conn
            },
        },
    }
}

func (cp *ConnectionPool) Get() net.Conn {
    return cp.pool.Get().(net.Conn)
}

func (cp *ConnectionPool) Put(conn net.Conn) {
    cp.pool.Put(conn)
}

缓冲区设置

原理：合理设置TCP连接的发送和接收缓冲区大小可以减少系统调用次数，提高数据传输效率。较大的缓冲区可以一次性传输更多数据，减少网络延迟，但也会占用更多内存。可以通过SetReadBuffer和SetWriteBuffer方法来设置缓冲区大小。
代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "net"
)

func main() {
    ln, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8080")
    if err != nil {
        fmt.Println("Listen error:", err)
        return
    }
    defer ln.Close()

    conn, err := ln.Accept()
    if err != nil {
        fmt.Println("Accept error:", err)
        return
    }
    defer conn.Close()

    // 设置接收缓冲区大小为 32KB
    err = conn.(*net.TCPConn).SetReadBuffer(32 * 1024)
    if err != nil {
        fmt.Println("SetReadBuffer error:", err)
    }
    // 设置发送缓冲区大小为 32KB
    err = conn.(*net.TCPConn).SetWriteBuffer(32 * 1024)
    if err != nil {
        fmt.Println("SetWriteBuffer error:", err)
    }

    // 处理连接...
}

其他优化点

使用非阻塞I/O：通过SetReadDeadline和SetWriteDeadline方法设置读写超时，避免I/O操作长时间阻塞。

package main

import (
    "fmt"
    "net"
    "time"
)

func main() {
    ln, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8080")
    if err != nil {
        fmt.Println("Listen error:", err)
        return
    }
    defer ln.Close()

    conn, err := ln.Accept()
    if err != nil {
        fmt.Println("Accept error:", err)
        return
    }
    defer conn.Close()

    // 设置读超时为1秒
    err = conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(time.Second))
    if err != nil {
        fmt.Println("SetReadDeadline error:", err)
    }
    // 设置写超时为1秒
    err = conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(time.Second))
    if err != nil {
        fmt.Println("SetWriteDeadline error:", err)
    }

    // 处理连接...
}

优化网络配置：例如启用TCP_NODELAY选项，禁用Nagle算法，让数据立即发送，减少延迟。

package main

import (
    "fmt"
    "net"
)

func main() {
    ln, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8080")
    if err != nil {
        fmt.Println("Listen error:", err)
        return
    }
    defer ln.Close()

    conn, err := ln.Accept()
    if err != nil {
        fmt.Println("Accept error:", err)
        return
    }
    defer conn.Close()

    // 启用TCP_NODELAY
    err = conn.(*net.TCPConn).SetNoDelay(true)
    if err != nil {
        fmt.Println("SetNoDelay error:", err)
    }

    // 处理连接...
}

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