簡單有趣：使用Go語言實現「時間伺服器」，從此時間你說了算
- 2020 年 4 月 8 日
- 筆記
前言
Go語言自帶的net包，強大而豐富，封裝了大多數網路編程所使用的方法和庫函數。
今天我們做一個簡單的小實驗，使用Go語言，實現「時間伺服器」功能，讓伺服器對外提供時間同步校準功能。
時間伺服器淺說
為什麼需要時間伺服器？為了同步。舉一個例子吧。
話說程式設計師小王，因為工作比較忙，大齡了還沒女朋友，家裡給介紹了個對象小宋。加了微信，要了手機號，一來二去感覺不錯。
「見個面吧！」
「好哇！」
「明天下午4:00步行街咖啡廳見吧？」
「好的。」
等到第二天，小宋4:00準時到了咖啡廳。找了一圈沒見小王人影。
「難道這小子寫程式碼忘時間了？太不守時了！差評。」小宋心裡不快。
又過了5分鐘，小王輕鬆地來了，說：
「我說準點兒到，想不到你來的更早。」
「你都遲到了！」
「沒有吧，我剛4:00」。
小王拿出自己的手機晃了晃。果然4:00。小宋也拿出手機，看了看，4:05分。
（擦汗）
到底誰的時間不準確？
小王和小宋要是能對一下時，或者知道有NTP時間伺服器，就不會這樣了。
NTP協議
為了時間同步，指定了一個專門的協議NTP，網路時間協議。用於同步電腦，手機，手錶等聯網設備的時間。
當前提供此功能的伺服器有很多，下面是一張列表。
- Windows 系統自帶：time.windows.com 和 time.nist.gov
- IOS自帶：time.apple.com 和 time.asia.apple.com
- 中國免費使用的 cn.ntp.org.cn
- 阿里公司提供的 ntp.aliyun.com
在windows系統中，通過時間和日期設置中的「Internet時間」選項中設置伺服器，即可與遠程伺服器同步時間。
用Go語言實現
NTP是由RFC 867定義, 默認的埠13, 協議是TCP和UDP。所以我們使用net包進行實現。
主要流程是註冊並監聽一個埠，然後阻塞在 accept 操作，並等待客戶端連接。當一個客戶端連接, accept 調用返回一個連接(connection)對象。時間服務非常簡單，只是將當前時間寫入到客戶端, 關閉該連接，並繼續等待下一個客戶端。
我們主要使用以下兩個方法：
func ListenTCP(net string, laddr *TCPAddr) (l *TCPListener, err os.Error) func (l *TCPListener) Accept() (c Conn, err os.Error)
對上述函數的參數說明：
net變數：
可以設置為字元串」tcp」, 「tcp4」或者」tcp6」中的一個。
laddr變數：
如果監聽所有埠，IP地址應設置為0。如果是特定埠，則需要制定IP。特別注意的是，在類Unix系統上，用戶程式監聽埠應大於1024。因為該段埠是系統預留的。下方程式碼中，我們選擇了沒有使用的1240埠。
主要由三大段組成，
- 一段是err_handler處理錯誤並列印和退出，
- 一段是綁定IP和埠，
- 一段是循環監聽，如果收到請求，發送時間字元串，並關閉連接。
本身功能流程也比較直觀。
測試一下
我們在本地運行這個工具，並用telnet工具連接1240埠，看能否獲取到需要的數據。
可以不用編譯，直接運行以下指令：
go run net.go
然後使用telnet連接，
telnet 127.0.0.1 1240
得到類似如下的結果：
可以看到程式正常地執行了。也獲取到了結果字元串。
結語
通過時間同步服務這樣的小功能，我們重溫了tcp協議，以及實現NTP的步驟。可見Go語言在網路編程方面，給程式設計師提供了非常多的便利，可以使用少量的程式碼，實現邏輯功能。
這可能就是Go為什麼高效的一種體現。
