Go語言的net/netip包詳解：Addr類型

大家好！今天我們深入探討Go語言的net/netip包，重點(diǎn)放在Addr類型。如果您一直在使用Go的網(wǎng)路程式碼，您可能已經(jīng)遇到了舊的net.IP類型。雖然它為我們服務(wù)良好，但它有一些缺點(diǎn)，使其不太適合現(xiàn)代網(wǎng)路程式碼。 net/netip套件（在Go 1.18中引入）為我們提供了一種更強(qiáng)大、更有效率的處理IP位址的方法。

為什麼選擇net/netip.Addr？

在我們深入細(xì)節(jié)之前，讓我們先了解為什麼存在這種類型。傳統(tǒng)的net.IP類型基本上是一個(gè)位元組切片（[]byte），這意味著：

• 可變的
• 需要堆分配
• 可能包含無效狀態(tài)
• 不能使用==運(yùn)算子來比較

新的Addr類型解決了所有這些問題。它是一個(gè)值類型（內(nèi)部結(jié)構(gòu)體），不可變，並且始終表示有效的IP位址。不再需要防禦性程式設(shè)計(jì)！

開始使用Addr

讓我們看看建立和使用Addr的基本方法：

package main

import (
    "fmt"
    "net/netip"
)

func main() {
    // 從字符串創(chuàng)建Addr
    addr, err := netip.ParseAddr("192.168.1.1")
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 如果你絕對確定輸入
    addr2 := netip.MustParseAddr("2001:db8::1")

    fmt.Printf("IPv4: %v\nIPv6: %v\n", addr, addr2)
}

ParseAddr的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它非常嚴(yán)格。它不會接受奇怪的格式或無效的地址。例如：

// 這些將會失敗
_, err1 := netip.ParseAddr("256.1.2.3")        // 無效的IPv4八位字節(jié)
_, err2 := netip.ParseAddr("2001:db8::1::2")   // 無效的IPv6（雙冒號）
_, err3 := netip.ParseAddr("192.168.1.1/24")   // Addr不允許CIDR表示法

深入探討Addr方法

讓我們探索您將與Addr一起使用的關(guān)鍵方法。我將分享一些實(shí)際範(fàn)例，說明每個(gè)方法在哪些情況下派上用場。

這是IPv4還是IPv6？

func checkAddressType(addr netip.Addr) {
    if addr.Is4() {
        fmt.Println("這是IPv4")
        // 你可以在這里安全地使用As4()
        bytes := addr.As4()
        fmt.Printf("作為字節(jié)：%v\n", bytes)
    } else if addr.Is6() {
        fmt.Println("這是IPv6")
        // 你可以在這里安全地使用As16()
        bytes := addr.As16()
        fmt.Printf("作為字節(jié)：%v\n", bytes)
    }
}

專業(yè)提示：當(dāng)處理IPv4對映的IPv6位址（例如::ffff:192.0.2.1）時(shí)，使用Is4In6()來偵測它們。這在編寫與協(xié)議無關(guān)的程式碼時(shí)特別有用。

地址分類方法

Addr類型提供了幾種方法來對IP位址進(jìn)行分類。這是一個(gè)全面的範(fàn)例：

func classifyAddress(addr netip.Addr) {
    checks := []struct {
        name string
        fn   func() bool
    }{
        {"IsGlobalUnicast", addr.IsGlobalUnicast},
        {"IsPrivate", addr.IsPrivate},
        {"IsLoopback", addr.IsLoopback},
        {"IsMulticast", addr.IsMulticast},
        {"IsLinkLocalUnicast", addr.IsLinkLocalUnicast},
        {"IsLinkLocalMulticast", addr.IsLinkLocalMulticast},
        {"IsInterfaceLocalMulticast", addr.IsInterfaceLocalMulticast},
        {"IsUnspecified", addr.IsUnspecified},
    }

    for _, check := range checks {
        if check.fn() {
            fmt.Printf("地址是 %s\n", check.name)
        }
    }
}

實(shí)際範(fàn)例：假設(shè)您正在編寫一項(xiàng)服務(wù)，該服務(wù)需要綁定到除環(huán)回介面之外的所有介面：

func getBindableAddresses(addrs []netip.Addr) []netip.Addr {
    var bindable []netip.Addr
    for _, addr := range addrs {
        if !addr.IsLoopback() && !addr.IsLinkLocalUnicast() {
            bindable = append(bindable, addr)
        }
    }
    return bindable
}

使用區(qū)域（IPv6作用域ID）

如果您使用的是IPv6，最終會遇到區(qū)域。它們主要與鏈路本地位址一起使用，以指定要使用的網(wǎng)路介面：

func handleZones() {
    // 創(chuàng)建一個(gè)帶有區(qū)域的地址
    addr := netip.MustParseAddr("fe80::1%eth0")

    // 獲取區(qū)域
    zone := addr.Zone()
    fmt.Printf("區(qū)域：%s\n", zone)

    // 比較帶有區(qū)域的地址
    addr1 := netip.MustParseAddr("fe80::1%eth0")
    addr2 := netip.MustParseAddr("fe80::1%eth1")

    // 由于區(qū)域不同，這些是不同的地址
    fmt.Printf("相同的地址？%v\n", addr1 == addr2)  // false

    // WithZone創(chuàng)建一個(gè)具有不同區(qū)域的新地址
    addr3 := addr1.WithZone("eth2")
    fmt.Printf("新的區(qū)域：%s\n", addr3.Zone())
}

實(shí)際應(yīng)用：IP位址過濾器

讓我們在一個(gè)實(shí)際範(fàn)例中將所有這些放在一起。這是一個(gè)簡單的IP過濾器，可用於Web服務(wù)：

type IPFilter struct {
    allowed []netip.Addr
    denied  []netip.Addr
}

func NewIPFilter(allowed, denied []string) (*IPFilter, error) {
    f := &IPFilter{}

    // 解析允許的地址
    for _, a := range allowed {
        addr, err := netip.ParseAddr(a)
        if err != nil {
            return nil, fmt.Errorf("無效的允許地址 %s: %w", a, err)
        }
        f.allowed = append(f.allowed, addr)
    }

    // 解析拒絕的地址
    for _, d := range denied {
        addr, err := netip.ParseAddr(d)
        if err != nil {
            return nil, fmt.Errorf("無效的拒絕地址 %s: %w", d, err)
        }
        f.denied = append(f.denied, addr)
    }

    return f, nil
}

func (f *IPFilter) IsAllowed(ip string) bool {
    addr, err := netip.ParseAddr(ip)
    if err != nil {
        return false
    }

    // 首先檢查拒絕列表
    for _, denied := range f.denied {
        if addr == denied {
            return false
        }
    }

    // 如果沒有指定允許的地址，則允許所有未被拒絕的地址
    if len(f.allowed) == 0 {
        return true
    }

    // 檢查允許列表
    for _, allowed := range f.allowed {
        if addr == allowed {
            return true
        }
    }

    return false
}

使用方法範(fàn)例：

func main() {
    filter, err := NewIPFilter(
        []string{"192.168.1.100", "10.0.0.1"},
        []string{"192.168.1.50"},
    )
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    tests := []string{
        "192.168.1.100",  // 允許
        "192.168.1.50",   // 拒絕
        "192.168.1.200",  // 不在任何列表中
    }

    for _, ip := range tests {
        fmt.Printf("%s 允許？%v\n", ip, filter.IsAllowed(ip))
    }
}

性能注意事項(xiàng)

net/netip.Addr的一大優(yōu)點(diǎn)是其性能特性。由於它是一個(gè)值類型：

• 基本操作沒有堆分配
• 高效率的比較操作
• 零值無效（與net.IP不同，其中零值可能是有效的）

一些常見的陷阱和技巧

1. 不要隨意混合使用net.IP和netip.Addr 雖然可以在它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但為了保持一致性，盡量在整個(gè)程式碼庫中堅(jiān)持使用netip.Addr。
2. 注意比較中的區(qū)域 除了區(qū)域之外，兩個(gè)相同的位址被認(rèn)為是不同的位址。
3. 謹(jǐn)慎使用MustParseAddr 雖然在測試或初始化程式碼中很方便，但在處理使用者輸入的生產(chǎn)程式碼中，更喜歡ParseAddr。
4. 記住它是不可變的 所有似乎修改地址的方法（例如WithZone）實(shí)際上都會回傳一個(gè)新的地址。

接下來是什麼？

本文介紹了Addr類型的基礎(chǔ)知識和一些高級用法，但net/netip包中還有更多內(nèi)容需要探索。在下一篇文章中，我們將研究AddrPort，它將IP位址與連接埠號碼結(jié)合在一起——這對於網(wǎng)路程式設(shè)計(jì)非常有用。

在那之前，祝您編程愉快！如果您在專案中使用net/netip.Addr有任何問題，請隨時(shí)與我們聯(lián)繫。

以上是了解 Go 的 net/netip Addr 類型：深入探討的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！