Skynet.socket 函數族使用詳解

Skynet 的 skynet.socket 模塊提供了 TCP/UDP 網絡通信的核心 API，結合協程機制實現了阻塞式調用模型，簡化了異步網絡編程。本文詳細解析其核心函數、使用場景及最佳實踐。

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核心功能分類

1. TCP 連接管理（監聽、連接、關閉）
2. 數據讀寫（阻塞式讀寫、分包處理）
3. UDP 支持（數據包收發、地址管理）
4. 高級控制（緩沖區警告、域名解析、過載處理）

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一、TCP 連接管理

1. 監聽端口

local socket = require "skynet.socket"-- 啟動 TCP 服務器
skynet.start(function()local listen_fd = socket.listen("0.0.0.0", 8888) -- 監聽 8888 端口socket.start(listen_fd, function(client_fd, addr)-- 新連接回調，處理客戶端請求socket.start(client_fd)-- ... 處理數據邏輯end)
end)

• socket.listen(host, port [, backlog])
  返回監聽套接字的文件描述符 listen_fd。
  backlog：等待連接隊列的最大長度（可選，默認 SOMAXCONN）。

2. 建立連接

local client_fd = socket.open("127.0.0.1", 6379) -- 連接 Redis
if client_fd thensocket.start(client_fd)socket.write(client_fd, "PING\r\n")
end

• socket.open(host, port)
  同步阻塞連接目標地址，返回客戶端套接字 client_fd。

3. 關閉連接

socket.close(client_fd)  -- 安全關閉，等待未完成讀寫
socket.close_fd(client_fd) -- 強制立即關閉（慎用）
socket.shutdown(client_fd) -- 強制關閉（適用于 __gc 元方法）

• 區別：
  • close：等待其他協程完成讀寫后關閉。
  • close_fd/shutdown：直接關閉，可能導致未處理數據丟失。

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二、數據讀寫操作

1. 阻塞式讀取

-- 讀取固定字節
local data, partial = socket.read(client_fd, 1024) -- 讀 1024 字節
if data thenprint("完整數據:", data)
elseprint("部分數據:", partial) -- 連接已關閉
end-- 讀取一行（默認以 \n 分割）
local line = socket.readline(client_fd, "\r\n") -- 自定義分隔符

• socket.read(fd, sz)
  • sz 為 nil 時讀取盡可能多的數據（至少 1 字節）。
  • 返回完整數據或 false + 已讀部分數據（連接關閉時）。

2. 寫入數據

socket.write(client_fd, "Hello Skynet!\r\n") -- 高優先級寫入
socket.lwrite(client_fd, "Low priority data\r\n") -- 低優先級寫入

• 優先級區別：
  • write：數據進入高優先級隊列，優先發送。
  • lwrite：數據進入低優先級隊列，高優先級隊列為空時發送。
    在 Skynet 框架中，socket.write 方法的返回值取決于數據是否成功寫入內核的發送緩沖區。以下是具體說明：

2.1 socket.write(fd, data) 的返回值

1. 成功時：

   • 返回 true，表示數據已成功加入內核的發送隊列，不保證對端已接收。
   • 注意：返回值僅表示數據成功提交到操作系統的網絡協議棧，實際網絡傳輸是異步的。

2. 失敗時：

   • 返回 nil + 錯誤信息（如 "closed" 表示連接已關閉）。
   • 常見錯誤：
     • "closed": 連接已關閉。
     • "timeout": 發送超時（需結合 socketdriver.settimeout 設置）。
     • "error": 其他底層錯誤。

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2.2 示例代碼

local skynet = require "skynet"
local socket = require "skynet.socket"local fd = ...  -- 假設 fd 是已建立的客戶端連接-- 嘗試發送數據
local ok, err = socket.write(fd, "Hello World")
if not ok thenskynet.error("Send failed:", err)socket.close(fd)  -- 關閉失效連接
end

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2.3 關鍵注意事項

1. 異步發送：socket.write 是非阻塞的，數據可能仍在發送隊列中未實際傳輸。
2. 流量控制：若發送速度超過網絡帶寬或對端接收速度，可能導致緩沖區積壓，最終觸發錯誤。
3. 錯誤處理：務必檢查返回值，及時關閉失效的 fd，避免資源泄漏。
4. 大包分片：單次寫入數據過大可能被系統拆分，需結合業務邏輯處理完整性（如添加長度頭）。

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2.4 與其他函數的區別

• socket.send：與 socket.write 行為一致，兩者是別名關系。
• socket.lwrite：專用于發送 Lua 字符串（內部優化），行為相同。

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2.5 底層原理

Skynet 的 socket.write 最終調用操作系統的 send 系統調用，但通過非阻塞模式封裝。若內核發送緩沖區已滿，數據會排隊等待，此時返回 true；若連接已異常（如對端關閉），則直接返回錯誤。

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2.6 總結

• 返回值意義：true 表示數據提交成功，nil + err 表示失敗。
• 必須處理錯誤：尤其要捕獲 "closed" 錯誤，及時清理連接狀態。
• 性能影響：高頻發送時建議結合 socketdriver.setqueue_max 控制緩沖區大小，避免內存暴漲。

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三、UDP 處理

1. 創建 UDP 句柄

local udp_fd = socket.udp(function(data, from)print("收到 UDP 數據:", data, "來源:", socket.udp_address(from))
end, "0.0.0.0", 9999) -- 綁定 9999 端口

• socket.udp(callback [, host, port])
  創建 UDP 句柄并綁定回調，收到數據時觸發 callback(data, from)。

2. 發送 UDP 數據

socket.sendto(udp_fd, from_address, "ACK") -- 發送到指定地址
socket.write(udp_fd, "Ping") -- 若已設置默認地址，直接寫入

• socket.sendto(fd, from, data)
from 為接收到的來源地址字符串，不可手動構造。

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四、高級控制與監控

1. 緩沖區過載警告

socket.warning(client_fd, function(fd, size)if size > 0 thenprint("警告：待發數據超過", size, "KB")elseprint("緩沖區已清空")end
end)

• socket.warning(fd, callback)
  監控待發數據量，超過 1MB 觸發回調（默認每超 64KB 打印錯誤日志）。

2. 域名解析

local dns = require "skynet.dns"
dns.server("8.8.8.8") -- 設置 DNS 服務器
local ip, all_ips = dns.resolve("www.example.com") -- 解析域名

• dns.resolve(name [, ipv6])
  返回解析到的 IP 地址及所有 IP 列表，避免阻塞 socket 線程。

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五、SocketChannel 封裝

1. 創建 Channel 對象

local sc = require "skynet.socketchannel"
local channel = sc.channel {host = "127.0.0.1",port = 6379,response = function(sock)return true, sock:readline("\r\n") -- 解析 Redis 響應end,
}

• 模式選擇：
  • 提供 response 函數則進入 Session 模式（如 MongoDB）。
  • 否則為 請求-回應模式（如 Redis）。

2. 發送請求

local resp = channel:request("PING\r\n") -- 請求并等待響應
local resp2 = channel:request("GET key\r\n", function(sock)return true, sock:read(5) -- 自定義響應解析
end)

• channel:request(req [, response | session])
  發送請求并自動匹配響應，支持自定義解析邏輯。

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六、最佳實踐與注意事項

1. 連接生命周期管理

   • 使用 socket.close 確保安全關閉。
   • 避免在 __gc 中使用阻塞操作，優先用 shutdown。

2. 協程調度優化

   • 高頻讀寫時，合理使用 socket.lwrite 避免阻塞關鍵數據。
   • 結合 skynet.fork 處理并發請求。

3. 錯誤處理

   • 所有讀寫操作需包裹在 pcall 中捕獲異常。
   • UDP 需處理亂序和丟包，不可依賴時序。

4. 性能監控

   • 使用 socket.warning 監控緩沖區，防止內存溢出。
   • 避免頻繁 DNS 查詢，通過緩存或獨立服務處理。

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總結

skynet.socket 通過協程化阻塞 API 簡化了網絡編程復雜度，結合 socketchannel 可高效處理復雜協議。開發者需注意：

• 連接安全性：合理關閉連接，避免資源泄漏。
• 協議適配：根據場景選擇基礎 API 或高級封裝。
• 性能調優：監控緩沖區，平衡吞吐量與內存消耗。

通過閱讀 lualib/socket.lua 和參考 service/gate.lua，可深入理解底層實現機制。