猜谜游戏、彩云词典爬虫、SOCKS5代理的 Go(Golang) 小实践，附带全代码解释

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猜谜游戏在编程语言实践都已经和 HelloWord 程序成为必不可少的新手实践环节，毕竟，它能够让我们基本熟悉 for 循环、变量定义、打印、if else 语句等等的使用，当我们基本熟悉该语言基础之后，就要学会其优势方面的程序实践，比如 Golang 所具备的爬虫及其并发优势。我们将采用彩云词典的英文单词翻译成中文的在线词典爬虫程序，及其改进版本，在并发上，我们将采用 SOCKS5 代理服务器的方式体验 Golang 语言的高并发易用性。

欢迎关注我的字节后端青训营代码仓库，更新每日课后作业及其改进代码，除此之外，还会每周发布对应笔记，欢迎一起 star 或者 contribute 代码仓库。

猜谜游戏

思路：

  1. 生成随机数
  2. 读取输入文本
  3. 删除不必要的换行符
  4. 转化文本为数字
  5. 循环判断是否猜数正确
  6. 正确退出循环
  7. 不正确则从第二步重新开始

官方版

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"math/rand"
	"os"
	"strconv"
	"strings"
	"time"
)

// 官方版本
func main() {
	maxNum := 100
	// 定义随机种子为当前时间，如果没有设定随机种子，生成数一致
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	// 设置随机数最高值n，最小值默认从零开始，即生成一个值在区间 [0, n) 的 Int 数
	secretNumber := rand.Intn(maxNum)
	fmt.Println("Please input your guess")
	// 读取文本
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
	// 输入判断，猜数正确退出循环
	for {
		input, err := reader.ReadString('n')
		// nil 即为 golang 的空值
		if err != nil {
			fmt.Println("An error occured while reading input. Please try again", err)
			// continue 返回循环开始处
			continue
		}
		// windows 需要修改换行符
		input = strings.Trim(input, "rn")
		// 利用 string 方法转化为数字
		guess, err := strconv.Atoi(input)
		if err != nil {
			fmt.Println("Invalid input. Please enter an integer value")
			continue
		}
		fmt.Println("You guess is", guess)
		// 判断数字大小，及其正确与否，不正确返回循环开始处，正确则结束循环
		if guess > secretNumber {
			fmt.Println("Your guess is bigger than the secret number. Please try again")
		} else if guess  secretNumber {
			fmt.Println("Your guess is smaller than the secret number. Please try again")
		} else {
			fmt.Println("Correct, you Legend!")
			// 利用 break 结束循环
			break
		}
	}
}

简易版：


package main
 
import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)
 
func main() {
	maxNum := 100
	rand.Seed(time.Now().UnixNano()) //  设置随机数种子
	secretNumber := rand.Intn(maxNum)
	fmt.Println("Please input your guess")
	for {
		// 采用 fmt.Scanf 则无需额外处理文本 
		var guess int _, err := fmt.Scanf("%dn", &guess)
		if err != nil {
			fmt.Println("Invalid input. Please enter an integer value")
			continue
		}
		fmt.Println("You guess is", guess)
		if guess > secretNumber {
			fmt.Println("Your guess is bigger than the secret number. Please try again")
		} else if guess  secretNumber {
			fmt.Println("Your guess is smaller than the secret number. Please try again")
		} else {
			fmt.Println("Correct, you Legend!")
			break
		}
	}
}

在线词典

在 https://fanyi.caiyunapp.com/ 进行抓包，即网站加载结束后，在输入英文前打开浏览器自带的开发者工具，进行网络录制（network），输入英文，出现如下网络活动：

  • translator（重复两次）
  • dict（重复两次）

通过筛选，选择 dict 获取以下响应数据：

我们可以看出，发送数据中，source 为需要翻译的词，trans_type 为翻译类型，此处为英语翻译成汉语。响应数据中，entry 参数为需要翻译的词 test ，explanations 为翻译结果。为了方便爬取，采用代码生成的方法进行获取 go 参数。

复制为 cURL(bash)，注意 edge 浏览器选择复制成 bash 格式，而不是 cmd 格式，否则，代码生成会发生错误。

curl 'https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict' 
  -H 'authority: api.interpreter.caiyunai.com' 
  -H 'accept: application/json, text/plain, */*' 
  -H 'accept-language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6' 
  -H 'app-name: xy' 
  -H 'content-type: application/json;charset=UTF-8' 
  -H 'device-id: f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb' 
  -H 'origin: https://fanyi.caiyunapp.com' 
  -H 'os-type: web' 
  -H 'os-version;' 
  -H 'referer: https://fanyi.caiyunapp.com/' 
  -H 'sec-ch-ua: "Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"' 
  -H 'sec-ch-ua-mobile: ?1' 
  -H 'sec-ch-ua-platform: "Android"' 
  -H 'sec-fetch-dest: empty' 
  -H 'sec-fetch-mode: cors' 
  -H 'sec-fetch-site: cross-site' 
  -H 'user-agent: Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35' 
  -H 'x-authorization: token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi' 
  --data-raw '{"trans_type":"en2zh","source":"test"}' 
  --compressed

利用 Convert curl to Go (curlconverter.com) 生成代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"io"
	"log"
	"net/http"
	"strings"
)

func main() {
	client := &http.Client{}
	var data = strings.NewReader(`{"trans_type":"en2zh","source":"test"}`)
	req, err := http.NewRequest("POST", "https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict", data)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	req.Header.Set("authority", "api.interpreter.caiyunai.com")
	req.Header.Set("accept", "application/json, text/plain, */*")
	req.Header.Set("accept-language", "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6")
	req.Header.Set("app-name", "xy")
	req.Header.Set("content-type", "application/json;charset=UTF-8")
	req.Header.Set("device-id", "f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb")
	req.Header.Set("origin", "https://fanyi.caiyunapp.com")
	req.Header.Set("os-type", "web")
	req.Header.Set("os-version", "")
	req.Header.Set("referer", "https://fanyi.caiyunapp.com/")
	req.Header.Set("sec-ch-ua", `"Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"`)
	req.Header.Set("sec-ch-ua-mobile", "?1")
	req.Header.Set("sec-ch-ua-platform", `"Android"`)
	req.Header.Set("sec-fetch-dest", "empty")
	req.Header.Set("sec-fetch-mode", "cors")
	req.Header.Set("sec-fetch-site", "cross-site")
	req.Header.Set("user-agent", "Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35")
	req.Header.Set("x-authorization", "token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi")
	resp, err := client.Do(req)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer resp.Body.Close()
	bodyText, err := io.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	fmt.Printf("%sn", bodyText)
}

运行结束后，获取到的响应数据（未格式化展示）如下

{"rc":0,"wiki":{},"dictionary":{"prons":{"en-us":"[tu03b5st]","en":"[test]"},"explanations":["n.,vt.u8bd5u9a8c,u6d4bu8bd5,u68c0u9a8c"],"synonym":["examine","question","quiz","grill","query"],"antonym":[],"wqx_example":[["take a test","u53c2u52a0u6d4bu8bd5"],["receive a test","u63a5u53d7u8003u9a8c"],["put something to the test","u68c0u9a8cu67d0u4e8b"],["We will have an English test on Monday morning . ","u661fu671fu4e00u65e9u4e0au6211u4eecu5c06u6709u4e00u6b21u82f1u8bedu6d4bu9a8cu3002"]],"entry":"test","type":"word","related":[],"source":"wenquxing"}}

利用该响应数据，我们就能够构造一个响应数据结构体，可利用 JSON转Golang Struct – 在线工具 – OKTools 进行代码生成。生成代码如下：

// 响应数据文本，少数参数有用
type DictResponse struct {
	Rc   int `json:"rc"`
	Wiki struct {
	} `json:"wiki"`
	Dictionary struct {
		Prons struct {
			EnUs string `json:"en-us"`
			En   string `json:"en"`
		} `json:"prons"`
		// 翻译结果
		Explanations []string      `json:"explanations"`
		Synonym      []string      `json:"synonym"`
		Antonym      []interface{} `json:"antonym"`
		// 可使用词组
		WqxExample [][]string `json:"wqx_example"`
		// 翻译文本
		Entry   string        `json:"entry"`
		Type    string        `json:"type"`
		Related []interface{} `json:"related"`
		Source  string        `json:"source"`
	} `json:"dictionary"`
}

同时，我们也可以把请求参数也封装成一个结构体，如下：

// 请求参数结构体
type DictRequest struct {
	// 翻译类型
	TransType string `json:"trans_type"`
	// 翻译文本
	Source string `json:"source"`
	// 用户id
	UserID string `json:"user_id"`
}

把前面生成的请求代码封装改造（把请求参数和响应 json 数据序列化）成 query 方法，如下：

func query(word string) {
	client := &http.Client{}
	// 设置请求参数
	request := DictRequest{TransType: "en2zh", Source: word}
	buf, err := json.Marshal(request)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	var data = bytes.NewReader(buf)

	// 设置参数数据流
	req, err := http.NewRequest("POST", "https://api.interpreter.caiyunai.com/v1/dict", data)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	// 请求头
	req.Header.Set("authority", "api.interpreter.caiyunai.com")
	req.Header.Set("accept", "application/json, text/plain, */*")
	req.Header.Set("accept-language", "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6")
	req.Header.Set("app-name", "xy")
	req.Header.Set("content-type", "application/json;charset=UTF-8")
	req.Header.Set("device-id", "f1de93819e3bb9f68a199a51c6ee2efb")
	req.Header.Set("origin", "https://fanyi.caiyunapp.com")
	req.Header.Set("os-type", "web")
	req.Header.Set("os-version", "")
	req.Header.Set("referer", "https://fanyi.caiyunapp.com/")
	req.Header.Set("sec-ch-ua", `"Microsoft Edge";v="113", "Chromium";v="113", "Not-A.Brand";v="24"`)
	req.Header.Set("sec-ch-ua-mobile", "?1")
	req.Header.Set("sec-ch-ua-platform", `"Android"`)
	req.Header.Set("sec-fetch-dest", "empty")
	req.Header.Set("sec-fetch-mode", "cors")
	req.Header.Set("sec-fetch-site", "cross-site")
	req.Header.Set("user-agent", "Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; Nexus 5 Build/MRA58N) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Mobile Safari/537.36 Edg/113.0.1774.35")
	req.Header.Set("x-authorization", "token:qgemv4jr1y38jyq6vhvi")
	// 发起请求
	resp, err := client.Do(req)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	// 关闭请求流
	defer resp.Body.Close()
	// 读取响应数据
	bodyText, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	// 防止请求出错
	if resp.StatusCode != 200 {
		log.Fatal("bad StatusCode:", resp.StatusCode, "body", string(bodyText))
	}

	var dictResponse DictResponse
	// 将响应数据转化为字符串
	err = json.Unmarshal(bodyText, &dictResponse)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	fmt.Println(word, "UK:", dictResponse.Dictionary.Prons.En, "US:", dictResponse.Dictionary.Prons.EnUs)
	// 循环查找响应数据中的翻译结果
	for _, item := range dictResponse.Dictionary.Explanations {
		fmt.Println(item)
	}
}

调用请求方法：main 函数

func main() {
	// 运行代码：go run dict.go hello
	// hello 即为要翻译的文本
	if len(os.Args) != 2 {
		fmt.Fprintf(os.Stderr, `usage: simpleDict WORD example: simpleDict hello`)
		os.Exit(1)
	}
	word := os.Args[1]
	query(word)
}

运行结果如下：

test UK: [test] US: [tεst]
n.,vt.试验,测试,检验

以上为官方版本，我自行改造了一部分内容，添加了以下功能：

  • 改变命令行运行方式，运行后输入翻译文本，而不是携带在运行命令中
  • 判断输入格式是否为英文字段，如果不是，报异常

在序列化之前（request := DictRequest{TransType: “en2zh”, Source: word} 之前）添加的判断代码如下：

// 判断是否为英文
	dictionary := "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
	for _, v := range word {
		if !strings.Contains(dictionary, string(v)) {
			log.Fatal("Translation error, please enter English!")
		}
	}

当然，我们可以

main 函数改造如下

func main() {
	fmt.Printf("请输入您想翻译的单词：")
	var word string
	_, err := fmt.Scanf("%v", &word)
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	query(word)
	return
}

SOCKS5 代理

建立简单 tcp 服务器，以方便验证代理服务器结果，实现效果：往 tcp 服务器发送什么数据，就会返回打印什么数据，可用 netcat 进行验证，先安装 netcat ，步骤如下：

  1. 下载官网压缩包：netcat 1.11 for Win32/Win64 (eternallybored.org)
  2. 关闭自带杀毒软件，以防误删文件
  3. 解压并将解压后文件复制到 C:WindowsSystem32 中即可（管理员权限）
  4. 打开 cmd 命令行即可使用 netcat 命令，即 nc 命令

tcp 服务器代码如下：

func main() {
	// 运行命令：go run tcp.go
	// windows 安装 netcat 之后，解压缩到 C:WindowsSystem32 便可以使用 nc 命令
	// 测试命令：nc 127.0.0.1 1080
	// 监听发送给该端口的请求
	server, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1080")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	for {
		client, err := server.Accept()
		if err != nil {
			log.Printf("Accept failed %v", err)
			continue
		}
		// 创建一个新线程执行该方法
		go process(client)
	}
}

func process(conn net.Conn) {
	// 执行方法结束，关闭
	defer conn.Close()

	reader := bufio.NewReader(conn)
	// 把发送的数据打印出来
	for {
		b, err := reader.ReadByte()
		if err != nil {
			break
		}
		_, err = conn.Write([]byte{b})
		if err != nil {
			break
		}
	}
}

接下来就是建立代理服务器的步骤了

从上图，我们可以知道 SOCKS5 的实现步骤分为以下三步：

  1. 认证阶段
  2. 请求阶段
  3. relay （回复）阶段

认证阶段包括以下三个字段

VER NMETHODS METHODS
1 1 1 to 255

  1. VER: 协议版本，socks5为0x05

  2. NMETHODS: 支持认证的方法数量

  3. METHODS: 对应NMETHODS，NMETHODS的值为多少，METHODS就有多少个字节。RFC预定义了一些值的含义，内容如下:

    • 0x00：不需要认证

    • 0x02 ：用户密码认证

认证阶段逻辑步骤如下：

  1. 浏览器会给代理服务器发送一个请求参数包，以便通过认证，然后服务端得选择一种认证方式，告诉客户端：VER 0x05，METHOD 可为如下

    • 如果是无需认证的话，methods 为 0x01，无需携带其他参数
    • 如果是用户密码认证的话，methods 为 0x02，需要验证用户密码

  2. 代理服务器读取请求参数，并利用 io.ReadFull 读满一个缓冲区。

func auth(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
	// 读取字段信息
	ver, err := reader.ReadByte()
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read ver failed:%w", err)
	}
	if ver != socks5Ver {
		return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
	}
	methodSize, err := reader.ReadByte()
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read methodSize failed:%w", err)
	}
	// 创建缓冲区
	method := make([]byte, methodSize)
	_, err = io.ReadFull(reader, method)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read method failed:%w", err)
	}
	// 设置为无需认证
	_, err = conn.Write([]byte{socks5Ver, 0x00})
	// 代理服务器还需要返回一个 response，返回包包括两个字段，
	// 一个是 version 一个是 method，
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
	}
	return nil
}

请求阶段：在完成认证以后，客户端需要告知服务端它的目标地址，需要包括以下请求参数包

VER CMD RSV ATYP DST.ADDR DST.PORT
1 1 X’00’ 1 Variable 2

  1. VER：0x05，socks5的值为0x05

  2. CMD：连接方式，0x01=CONNECT, 0x02=BIND, 0x03=UDP ASSOCIATE

  3. RSV：保留字段，现在没什么用

  4. ATYP：地址类型，0x01=IPv4，0x03=域名，0x04=IPv6

  5. DST.ADDR

    • 目标地址

    • 目标地址类型，DST.ADDR的数据对应这个字段的类型。

      0x01表示IPv4地址，DST.ADDR为4个字节

      0x03表示域名，DST.ADDR是一个可变长度的域名

  6. DST.PORT：目标端口，2字节，网络字节序（network octec order）

func connect(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
	buf := make([]byte, 4)
	_, err = io.ReadFull(reader, buf)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read header failed:%w", err)
	}
	ver, cmd, atyp := buf[0], buf[1], buf[3]
    // 读取 socks5Ver
	if ver != socks5Ver {
		return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
	}
    // 读取 cmd
	if cmd != cmdBind {
		return fmt.Errorf("not supported cmd:%v", cmd)
	}
	addr := ""
    // 处理 atyp
	switch atyp {
	case atypeIPV4:
		_, err = io.ReadFull(reader, buf)
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("read atyp failed:%w", err)
		}
		addr = fmt.Sprintf("%d.%d.%d.%d", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3])
	case atypeHOST:
		hostSize, err := reader.ReadByte()
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("read hostSize failed:%w", err)
		}
		host := make([]byte, hostSize)
		_, err = io.ReadFull(reader, host)
		if err != nil {
			return fmt.Errorf("read host failed:%w", err)
		}
		addr = string(host)
	case atypeIPV6:
		return errors.New("IPv6: no supported yet")
	default:
		return errors.New("invalid atyp")
	}
	_, err = io.ReadFull(reader, buf[:2])
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read port failed:%w", err)
	}
    // BigEndian：“network octec order” 网络字节序
	port := binary.BigEndian.Uint16(buf[:2])
    dest, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%v:%v", addr, port))
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("dial dst failed:%w", err)
	}
	defer dest.Close()
  
}

回复阶段：返回参数，告诉客户端已经准备好了！


	log.Println("dial", addr, port)
	_, err = conn.Write([]byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0, 0, 0, 0, 0, 0})
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("write failed: %w", err)
	}
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	defer cancel()

	go func() {
		_, _ = io.Copy(dest, reader)
		cancel()
	}()
	go func() {
		_, _ = io.Copy(conn, dest)
		cancel()
	}()

	ctx.Done()
	return nil

最后照例简单总结下：

  • Go语言非常适合实现网络服务，代码短小精悍，性能强大
  • Socks 5 是一个简单的二进制网络代理协议
  • 网络字节序实际上就是 BigEndian，大端存储

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