HTML5 WebSocket

作者: 洛的俠 | 来源:发表于2019-08-02 11:39 被阅读0次

HTML5 WebSocket

WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

现在，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是 Ajax 轮询。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。

HTML5 定义的 WebSocket 协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

image

浏览器通过 JavaScript 向服务器发出建立 WebSocket 连接的请求，连接建立以后，客户端和服务器端就可以通过 TCP 连接直接交换数据。

当你获取 Web Socket 连接后，你可以通过 send() 方法来向服务器发送数据，并通过 onmessage 事件来接收服务器返回的数据。

以下 API 用于创建 WebSocket 对象。

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;">var Socket = new WebSocket(url, [protocol] );
</pre>

以上代码中的第一个参数 url, 指定连接的 URL。第二个参数 protocol 是可选的，指定了可接受的子协议。

WebSocket 属性

以下是 WebSocket 对象的属性。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：

| 属性 | 描述 |
| Socket.readyState |

只读属性 readyState 表示连接状态，可以是以下值：

0 - 表示连接尚未建立。
1 - 表示连接已建立，可以进行通信。
2 - 表示连接正在进行关闭。
3 - 表示连接已经关闭或者连接不能打开。

|
| Socket.bufferedAmount |

只读属性 bufferedAmount 已被 send() 放入正在队列中等待传输，但是还没有发出的 UTF-8 文本字节数。

WebSocket 事件

以下是 WebSocket 对象的相关事件。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：

WebSocket 方法

以下是 WebSocket 对象的相关方法。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：

| 方法 | 描述 |
| Socket.send() |

使用连接发送数据

|
| Socket.close() |

关闭连接

WebSocket 实例

WebSocket 协议本质上是一个基于 TCP 的协议。

为了建立一个 WebSocket 连接，客户端浏览器首先要向服务器发起一个 HTTP 请求，这个请求和通常的 HTTP 请求不同，包含了一些附加头信息，其中附加头信息"Upgrade: WebSocket"表明这是一个申请协议升级的 HTTP 请求，服务器端解析这些附加的头信息然后产生应答信息返回给客户端，客户端和服务器端的 WebSocket 连接就建立起来了，双方就可以通过这个连接通道自由的传递信息，并且这个连接会持续存在直到客户端或者服务器端的某一方主动的关闭连接。

客户端的 HTML 和 JavaScript

目前大部分浏览器支持 WebSocket() 接口，你可以在以下浏览器中尝试实例： Chrome, Mozilla, Opera 和 Safari。

runoob_websocket.html 文件内容

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;"><!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>菜鸟教程(runoob.com)</title>

  <script type="text/javascript">
     function WebSocketTest()
     {
        if ("WebSocket" in window)
        {
           alert("您的浏览器支持 WebSocket!");

           // 打开一个 web socket
           var ws = new WebSocket("ws://localhost:9998/echo");

           ws.onopen = function()
           {
              // Web Socket 已连接上，使用 send() 方法发送数据
              ws.send("发送数据");
              alert("数据发送中...");
           };

           ws.onmessage = function (evt) 
           { 
              var received_msg = evt.data;
              alert("数据已接收...");
           };

           ws.onclose = function()
           { 
              // 关闭 websocket
              alert("连接已关闭..."); 
           };
        }

        else
        {
           // 浏览器不支持 WebSocket
           alert("您的浏览器不支持 WebSocket!");
        }
     }
  </script>

</head>
<body>

  <div id="sse">
     <a href="javascript:WebSocketTest()">运行 WebSocket</a>
  </div>

</body>
</html>
</pre>

安装 pywebsocket

在执行以上程序前，我们需要创建一个支持 WebSocket 的服务。从 pywebsocket 下载 mod_pywebsocket ,或者使用 git 命令下载：

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;">git clone https://github.com/google/pywebsocket.git
</pre>

mod_pywebsocket 需要 python 环境支持

mod_pywebsocket 是一个 Apache HTTP 的 Web Socket扩展，安装步骤如下：

解压下载的文件。
进入 pywebsocket 目录。
执行命令：

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;"> $python setup.py build$ sudo python setup.py install
</pre>
查看文档说明:

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;">$ pydoc mod_pywebsocket</pre>

开启服务

在 pywebsocket/mod_pywebsocket 目录下执行以下命令：

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 15px auto; padding: 10px 15px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); background-position: center top;">$ sudo python standalone.py -p 9998 -w ../example/
</pre>

以上命令会开启一个端口号为 9998 的服务，使用 -w 来设置处理程序 echo_wsh.py 所在的目录。

现在我们可以在 Chrome 浏览器打开前面创建的 runoob_websocket.html 文件。如果你的浏览器支持 WebSocket(), 点击"运行 WebSocket"，你就可以看到整个流程各个步骤弹出的窗口，流程 Gif 演示：

image

在我们停止服务后，会弹出 "连接已关闭..."。

2 篇笔记写笔记

0o3

234***242934@qq.com

参考地址

Websocket 使用 ws 或 wss 的统一资源标志符，类似于 HTTPS，其中 wss 表示在 TLS 之上的 Websocket。如：

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 3px 0px 5px; padding: 7px 10px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); border-top-left-radius: 1px; border-top-right-radius: 1px; border-bottom-right-radius: 1px; border-bottom-left-radius: 1px; background-position: center top;">ws://example.com/wsapi
wss://secure.example.com/</pre>

Websocket 使用和 HTTP 相同的 TCP 端口，可以绕过大多数防火墙的限制。默认情况下，Websocket 协议使用 80 端口；运行在 TLS 之上时，默认使用 443 端口。

一个典型的Websocket握手请求如下：

客户端请求

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 3px 0px 5px; padding: 7px 10px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); border-top-left-radius: 1px; border-top-right-radius: 1px; border-bottom-right-radius: 1px; border-bottom-left-radius: 1px; background-position: center top;">GET / HTTP/1.1
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Host: example.com
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ==
Sec-WebSocket-Version: 13</pre>

服务器回应

<pre class="prettyprint" style="border-width: 1px 1px 1px 4px; border-style: solid; border-color: rgb(221, 221, 221); margin: 3px 0px 5px; padding: 7px 10px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: normal; font-stretch: normal; font-size: 12px; line-height: 20px; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Andale Mono", "lucida console", "Courier New", monospace; white-space: pre-wrap; word-break: break-all; word-wrap: break-word; background-image: url("https://www.runoob.com/images/codecolorer_bg.gif"); background-color: rgb(251, 251, 251); border-top-left-radius: 1px; border-top-right-radius: 1px; border-bottom-right-radius: 1px; border-bottom-left-radius: 1px; background-position: center top;">HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s=
Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/</pre>
- Connection 必须设置 Upgrade，表示客户端希望连接升级。
- Upgrade 字段必须设置 Websocket，表示希望升级到 Websocket 协议。
- Sec-WebSocket-Key 是随机的字符串，服务器端会用这些数据来构造出一个 SHA-1 的信息摘要。把 “Sec-WebSocket-Key” 加上一个特殊字符串 “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”，然后计算 SHA-1 摘要，之后进行 BASE-64 编码，将结果做为 “Sec-WebSocket-Accept” 头的值，返回给客户端。如此操作，可以尽量避免普通 HTTP 请求被误认为 Websocket 协议。
- Sec-WebSocket-Version 表示支持的 Websocket 版本。RFC6455 要求使用的版本是 13，之前草案的版本均应当弃用。
- Origin 字段是可选的，通常用来表示在浏览器中发起此 Websocket 连接所在的页面，类似于 Referer。但是，与 Referer 不同的是，Origin 只包含了协议和主机名称。
- 其他一些定义在 HTTP 协议中的字段，如 Cookie 等，也可以在 Websocket 中使用。
在服务器方面，网上都有不同对websocket支持的服务器：
- php - http://code.google.com/p/phpwebsocket/
- jetty - http://jetty.codehaus.org/jetty/（版本7开始支持websocket）
- netty - http://www.jboss.org/netty
- ruby - http://github.com/gimite/web-socket-ruby
- Kaazing - https://web.archive.org/web/20100923224709/http://www.kaazing.org/confluence/display/KAAZING/Home
- Tomcat - http://tomcat.apache.org/（7.0.27支持websocket，建议用tomcat8，7.0.27中的接口已经过时）
- WebLogic - http://www.oracle.com/us/products/middleware/cloud-app-foundation/weblogic/overview/index.html（12.1.2開始支持）
- node.js - https://github.com/Worlize/WebSocket-Node
- node.js - http://socket.io
- nginx - http://nginx.com/
- mojolicious - http://mojolicio.us/
- python - https://github.com/abourget/gevent-socketio
- Django - https://github.com/stephenmcd/django-socketio
- erlang - https://github.com/ninenines/cowboy.git

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