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Websocket是一个持久化的网络通信协议,可以在单个 TCP 连接上进行全双工通讯
,没有了Request
和Response
的概念,两者地位完全平等,连接一旦建立,客户端和服务端之间实时可以进行双向数据传输
Ajax
进行轮询或者采用 long poll
的方式来,但是前者对服务器压力大,后者则会因为一直等待Response造成阻塞
keep-alive
长连接保持了这个TCP通道
使得在一个HTTP连接中,可以发送多个Request,接收多个Response,但是一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的,不能主动发起。握手
(在握手阶段是一样的),握手成功后,数据就直接从 TCP通道传输,与 HTTP 无关了,可以用一张图理解两者有交集,但是并不是全部。
套接字
,与HTTP和WebSocket不一样,socket不是协议,它是在程序层面上对传输层协议(可以主要理解为TCP/IP)的接口封装。可以理解为一个能够提供端对端的通信的调用接口(API)WebSocket可以做弹幕、消息订阅、多玩家游戏、协同编辑、股票基金实时报价、视频会议、在线教育、聊天室等应用实时监听服务端变化
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com
下面是与传统 HTTP 报文不同的地方:
Upgrade: websocket Connection: Upgrade
表示发起的是 WebSocket 协议
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key 是由浏览器随机生成的,验证是否可以进行Websocket通信,防止恶意或者无意的连接。
Sec_WebSocket-Protocol 是用户自定义的字符串,用来标识服务所需要的协议
Sec-WebSocket-Version 表示支持的 WebSocket 版本。
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat
101 响应码 表示要转换协议。
Connection: Upgrade 表示升级新协议请求。
Upgrade: websocket 表示升级为 WebSocket 协议。
Sec-WebSocket-Accept 是经过服务器确认,并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key。用来证明客户端和服务器之间能进行通信了。
Sec-WebSocket-Protocol 表示最终使用的协议。
至此,客户端和服务器握手成功建立了Websocket连接,HTTP已经完成它所有工作了,接下来就是完全按照Websocket协议进行通信了。
可能会有一些未知情况导致SOCKET断开,而客户端和服务端却不知道,需要客户端定时发送一个心跳 Ping
让服务端知道自己在线,而服务端也要回复一个心跳 Pong
告诉客户端自己可用,否则视为断开
WebSocket 对象中的readyState属性有四种状态:
WebSocket的服务端部分,本文会以Node.js搭建
安装express
和负责处理WebSocket协议的ws
:
npm install express ws
安装成功后的package.json:
接着在根目录创建server.js文件:
//引入express 和 ws const express = require('express'); const SocketServer = require('ws').Server; //指定开启的端口号 const PORT = 3000; // 创建express,绑定监听3000端口,且设定开启后在consol中提示 const server = express().listen(PORT, () => console.log(`Listening on ${PORT}`)); // 将express交给SocketServer开启WebSocket的服务 const wss = new SocketServer({ server }); //当 WebSocket 从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); // 对message设置监听,接收从客户端发送的消息 ws.on('message', (data) => { //data为客户端发送的消息,将消息原封不动返回回去 ws.send(data); }); // 当WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
执行node server.js启动服务,端口打开后会执行监听时间打印提示,说明服务启动成功
在开启WebSocket后,服务端会在message中监听,接收参数data捕获客户端发送的消息,然后使用send发送消息
分别在根目录创建index.html和index.js文件
<html> <body> <script src="./index.js"></script> </body> </html>
// 使用WebSocket的地址向服务端开启连接 let ws = new WebSocket('ws://localhost:3000'); // 开启后的动作,指定在连接后执行的事件 ws.onopen = () => { console.log('open connection'); }; // 接收服务端发送的消息 ws.onmessage = (event) => { console.log(event); }; // 指定在关闭后执行的事件 ws.onclose = () => { console.log('close connection'); };
上面的url
就是本机node
开启的服务地址,分别指定连接(onopen),关闭(onclose)和消息接收(onmessage)的执行事件,访问html,打印ws信息
打印了open connection
说明连接成功,客户端会使用onmessage
处理接收
其中event
参数包含这次沟通的详细信息,从服务端回传的消息会在event的data属性中。
手动在控制台调用send
发送消息,打印event回传信息:
上面是从客户端发送消息,服务端回传。我们也可以通过setInterval
让服务端在固定时间发送消息给客户端:
server.js修改如下:
//当WebSocket从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); + //固定发送最新消息给客户端 + const sendNowTime = setInterval(() => { + ws.send(String(new Date())); + }, 1000); - //对message设置监听,接收从客户端发送的消息 - ws.on('message', (data) => { - //data为客户端发送的消息,将消息原封不动返回回去 - ws.send(data); - }); //当 WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
客户端连接后就会定时接收,直至我们关闭websocket服务
如果多个客户端连接按照上面的方式只会返回各自发送的消息,先注释服务端定时发送,开启两个窗口模拟:
如果我们要让客户端间消息共享,也同时接收到服务端回传的消息呢?
我们可以使用clients
找出当前所有连接中的客户端 ,并通过回传消息发送到每一个客户端 中:
修改server.js如下:
... //当WebSocket从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); - //固定发送最新消息给客户端 - const sendNowTime = setInterval(() => { - ws.send(String(new Date())); - }, 1000); + //对message设置监听,接收从客户端发送的消息 + ws.on('message', (data) => { + //取得所有连接中的 客户端 + let clients = wss.clients; + //循环,发送消息至每个客户端 + clients.forEach((client) => { + client.send(data); + }); + }); //当WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
这样一来,不论在哪个客户端发送消息,服务端都能将消息回传到每个客户端 : 可以观察下连接信息:
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,希望大家可以把理论配合上面的实例进行消化,搭好服务端也可以直接使用测试工具好好玩耍一波
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