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【go】binary包，大小端理解，read，write使用，自实现TCP封包拆包案例

news 来源：原创 2025/7/12 18:54:21

binary.LittleEndian 是 Go 语言 encoding/binary 包中的一个常量，用于指定字节序（Byte Order）。字节序是指多字节数据在内存中存储的顺序，有两种主要方式：

小端序（Little Endian）：低字节存于内存低地址，高字节存于高地址。例如，整数 0x12345678 在小端序中存储为 78 56 34 12。
大端序（Big Endian）：高字节存于内存低地址，低字节存于高地址。同样的整数 0x12345678 在大端序中存储为 12 34 56 78。

`encoding/binary` 包概述

encoding/binary 包提供了字节序相关的编码和解码功能，常用于网络协议、文件格式或其他二进制数据的处理。主要功能包括：

字节序常量：
- binary.LittleEndian：小端序
- binary.BigEndian：大端序
- binary.NativeEndian：系统原生字节序（Go 1.19+）
核心函数：
- binary.Write(w io.Writer, order ByteOrder, data interface{}) error：将数据按指定字节序写入 io.Writer。
- binary.Read(r io.Reader, order ByteOrder, data interface{}) error：从 io.Reader 按指定字节序读取数据。
- order.PutUint16/32/64(b []byte, v uint64)：将整数按指定字节序写入字节切片。
- order.Uint16/32/64(b []byte)：从字节切片按指定字节序解析整数。

代码分析

if err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetMsgId()); err != nil {return nil, err
}

dataBuff 是一个 io.Writer（如 bytes.Buffer），用于存储二进制数据。
binary.LittleEndian 指定使用小端序编码。
msg.GetMsgId() 返回一个整数（如 uint16），表示消息ID。

这段代码的作用是将消息ID按小端序写入 dataBuff。例如，如果 msg.GetMsgId() 返回 0x1234，则在 dataBuff 中存储为 34 12。

选择字节序的建议

网络协议：通常使用大端序（如 TCP/IP 协议）。
文件格式：取决于具体规范（如 PNG 使用大端序，Windows PE 文件使用小端序）。
系统内部：建议与平台原生字节序一致（可用 binary.NativeEndian）。

示例代码

下面是一个简单示例，展示如何使用 binary.Write 和 binary.Read：

package mainimport ("bytes""encoding/binary""fmt"
)func main() {// 创建一个缓冲区var buf bytes.Buffer// 写入一个 uint32 整数（值为 0x12345678），使用小端序err := binary.Write(&buf, binary.LittleEndian, uint32(0x12345678))if err != nil {fmt.Println("写入错误:", err)return}// 输出缓冲区内容（小端序：78 56 34 12）fmt.Printf("小端序编码结果: %x\n", buf.Bytes())// 重置缓冲区以读取数据buf.Reset()buf.Write([]byte{0x78, 0x56, 0x34, 0x12}) // 手动写入小端序数据// 读取并解析为 uint32var result uint32err = binary.Read(&buf, binary.LittleEndian, &result)if err != nil {fmt.Println("读取错误:", err)return}fmt.Printf("解析结果: 0x%x\n", result) // 输出: 0x12345678
}

输出结果：

小端序编码结果: 78563412
解析结果: 0x12345678

这个示例展示了如何使用 binary.Write 将整数按小端序编码，以及如何使用 binary.Read 解码。如果将 binary.LittleEndian 替换为 binary.BigEndian，则编码结果会变为 12345678。

TCP封包拆包案例

为了解决自实现tcp读取时发生粘包问题，而封装长度字段来识别tcp数据长度，避免多读其他数据段

转自刘丹冰大佬 https://www.bilibili.com/video/BV1wE411d7th/?p=5

datapack.go

package znetimport ("bytes""encoding/binary""errors""zinx/utils""zinx/ziface"
)type IDataPack interface{GetHeadLen() uint32					//获取包头长度方法Pack(msg IMessage)([]byte, error)	//封包方法Unpack([]byte)(IMessage, error)		//拆包方法
}type IMessage interface {GetDataLen() uint32	//获取消息数据段长度GetMsgId() uint32	//获取消息IDGetData() []byte	//获取消息内容SetMsgId(uint32)	//设计消息IDSetData([]byte)		//设计消息内容SetDataLen(uint32)	//设置消息数据段长度
}type Message struct {Id      uint32 //消息的IDDataLen uint32 //消息的长度Data    []byte //消息的内容
}// 封包拆包类实例，暂时不需要成员
type DataPack struct{}// 封包拆包实例初始化方法
func NewDataPack() *DataPack {return &DataPack{}
}// 获取包头长度方法
func (dp *DataPack) GetHeadLen() uint32 {//Id uint32(4字节) +  DataLen uint32(4字节)return 8
}// 封包方法(压缩数据)
func (dp *DataPack) Pack(msg ziface.IMessage) ([]byte, error) {//创建一个存放bytes字节的缓冲dataBuff := bytes.NewBuffer([]byte{})//写msgIDif err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetMsgId()); err != nil {return nil, err}//写dataLenif err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetDataLen()); err != nil {return nil, err}//写data数据if err := binary.Write(dataBuff, binary.LittleEndian, msg.GetData()); err != nil {return nil, err}return dataBuff.Bytes(), nil
}// 拆包方法(解压数据)
func (dp *DataPack) Unpack(binaryData []byte) (ziface.IMessage, error) {//创建一个从输入二进制数据的ioReaderdataBuff := bytes.NewReader(binaryData)//只解压head的信息，得到dataLen和msgIDmsg := &Message{}//读msgIDif err := binary.Read(dataBuff, binary.LittleEndian, &msg.Id); err != nil {return nil, err}//读dataLenif err := binary.Read(dataBuff, binary.LittleEndian, &msg.DataLen); err != nil {return nil, err}//判断dataLen的长度是否超出我们允许的最大包长度if utils.GlobalObject.MaxPacketSize > 0 && msg.DataLen > utils.GlobalObject.MaxPacketSize {return nil, errors.New("Too large msg data recieved")}//这里只需要把head的数据拆包出来就可以了，然后再通过head的长度，再从conn读取一次数据return msg, nil
}

datapack_test.go

package znetimport ("fmt""io""net""testing"
)//只是负责测试datapack拆包，封包功能
func TestDataPack(t *testing.T) {//创建socket TCP Serverlistener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:7777")if err != nil{fmt.Println("server listen err:", err)return}//创建服务器gotoutine，负责从客户端goroutine读取粘包的数据，然后进行解析go func (){for{conn, err := listener.Accept()if err != nil{fmt.Println("server accept err:", err)}//处理客户端请求go func(conn net.Conn){//创建封包拆包对象dpdp := NewDataPack()for{//1 先读出流中的head部分headData := make([]byte, dp.GetHeadLen())_, err := io.ReadFull(conn, headData)  //ReadFull 会把msg填充满为止if err != nil {fmt.Println("read head error")}//将headData字节流 拆包到msg中msgHead,err := dp.Unpack(headData)if err != nil{fmt.Println("server unpack err:", err)return}if msgHead.GetDataLen() > 0 {//msg 是有data数据的，需要再次读取data数据msg := msgHead.(*Message)	// 接口转具体类型msg.Data = make([]byte, msg.GetDataLen())//根据dataLen从io中读取字节流_, err := io.ReadFull(conn, msg.Data)if err != nil {fmt.Println("server unpack data err:", err)return}fmt.Println("==> Recv Msg: ID=", msg.Id, ", len=", msg.DataLen, ", data=", string(msg.Data))}}}(conn)}}()//客户端goroutine，负责模拟粘包的数据，然后进行发送conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:7777")if err != nil{fmt.Println("client dial err:", err)return}//创建一个封包对象 dpdp := NewDataPack()//封装一个msg1包msg1 := &Message{Id:0,DataLen:5,Data:[]byte{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'},}sendData1, err := dp.Pack(msg1)if err!= nil{fmt.Println("client pack msg1 err:", err)return}msg2 := &Message{Id:1,DataLen:7,Data:[]byte{'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '!', '!'},}sendData2, err := dp.Pack(msg2)if err!= nil{fmt.Println("client temp msg2 err:", err)return}//将sendData1，和 sendData2 拼接一起，组成粘包sendData1 = append(sendData1, sendData2...)//向服务器端写数据conn.Write(sendData1)//客户端阻塞select{}
}

https://github.com/0voice

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