WebSocket
是一种网络通信协议。
为什么需要 WebSocket?
因为HTTP
协议有一个缺陷:通信只能由客户端发起。这种单向请求的特点,注定了如果服务器有连续的状态变化,客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用"轮询":每隔一段时候,就发出一个询问,了解服务器有没有新的信息。
轮询技术有:(短)轮询(Polling
),Comet
的长轮询(Long-polling
)和流技术(Http Streaming
)等。
轮询的效率低,非常浪费资源。所以websocket
就应用而生了。
W3C 在 HTML5
中提供了一种client
与 server
间进行全双工通讯的网络技术WebSocket
。WebSocket
是一个全新的、独立的协议,基于 TCP
协议,与HTTP
协议兼容却不会融入HTTP
协议,仅仅作为 HTML5
的一部分。
WebSocket原理
WebSocket
是一种协议,是一种与HTTP
同等的网络协议,两者都是应用层协议,都基于 TCP
协议。但是 WebSocket
是一种双向通信协议,在建立连接之后,WebSocket
的 server
与 client
都能主动向对方发送或接收数据。同时,WebSocket
在建立连接时需要借助 HTTP
协议,连接建立好了之后 client
与 server
之间的双向通信就与 HTTP
无关了。
相比于传统HTTP
的每次“请求-应答”都要client 与 server
建立连接的模式,WebSocket
是一种长连接的模式。就是一旦WebSocket
连接建立后,除非client
或者 server
中有一端主动断开连接,否则每次数据传输之前都不需要HTTP
那样请求数据。
接下来,从报文层面谈一下WebSocket
与 HTTP
的差异。
首先,client
发起WebSocket
连接,报文类似于 HTTP
,但主要有几点不一样的地方:
-
Upgrade: websocket
: 表明这是一个WebSocket
类型请求,意在告诉server
需要将通信协议切换到WebSocket
。 -
Sec-WebSocket-Key
: 是client
发送的一个base64
编码的密文,要求server
必须返回一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept
应答,否则client
会抛出Error during WebSocket handshake
错误,并关闭连接。
server
收到报文后,如果支持WebSocket
协议,那么就会将自己的通信协议切换到WebSocket
,返回以下信息:
-
HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake
:返回的状态码为101
,表示同意client
的协议转换请求。 Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
-
Sec-WebSocket-Accept:
...
以上都是利用HTTP
协议完成的。这样,经过“请求-相应”的过程, server
与client
的 WebSocket
连接握手成功,后续便可以进行TCP
通讯了,也就没有HTTP
什么事了。
WebSocket通信特点
-
最大特点就是,服务器可以主动向客户端推送信息,客户端也可以主动向服务器发送信息,是真正的双向平等对话,属于服务器推送技术的一种。
-
建立在
TCP
协议之上,服务器端的实现比较容易。 -
与
HTTP
协议有着良好的兼容性。默认端口也是80
和443
,并且握手阶段采用HTTP
协议,因此握手时不容易屏蔽,能通过各种HTTP
代理服务器。 -
数据格式比较轻量,性能开销小,通信高效。
-
可以发送文本,也可以发送二进制数据。
-
没有同源限制,客户端可以与任意服务器通信。
-
协议标识符是
ws
(如果加密,则为wss
),服务器网址就是URL
。
WebSocket实例
客户端实例
var ws = new WebSocket("(wss://echo.websocket.org/)");
ws.onopen = function(evt) {
console.log("Connection open ...");
ws.send("Hello WebSockets!");
};
ws.onmessage = function(evt) {
console.log( "Received Message: " + evt.data);
ws.close();
};
ws.onclose = function(evt) {
console.log("Connection closed.");
};
客户端API
-
WebSocket
对象作为一个构造函数,用于新建WebSocket
实例。
var ws = new WebSocket('ws://localhost:8000');
执行上面语句之后,客户端就会与服务器进行连接。
-
webSocket.readyState
返回实例对象的当前状态,值为:
CONNECTING
:值为0
,表示正在连接。
OPEN
:值为1
,表示连接成功,可以通信了。
CLOSING
:值为2
,表示连接正在关闭。
CLOSED
:值为3
,表示连接已经关闭,或者打开连接失败。 -
webSocket.onopen
用于指定连接成功后的回调函数,也可以使用addEventListener
方法。 -
webSocket.onclose
用于指定连接关闭后的回调函数。 -
webSocket.onmessage
用于指定收到服务器数据后的回调函数,也可以使用addEventListener
方法。 -
webSocket.send()
用于向服务器发送数据。 -
webSocket.bufferedAmount
表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。 -
webSocket.onerror
用于指定报错时的回调函数,也可以使用addEventListener
方法。
WebSocket 服务器的实现可以使用node
中的µWebSockets,Socket.IO,WebSocket-Node
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