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http长/短轮询和WebSocket 的介绍和比较

http长/短轮询和WebSocket 的介绍和比较

作者: 每一天为明天168 | 来源:发表于2018-08-17 14:56 被阅读37次

    【1】http协议介绍

    1)介绍:http协议是请求/响应范式的,每个http 响应都对应一个 http 请求,http协议是无状态的,多个http请求之间是没有关系的;

    2)http协议的被动性:在标准的HTTP请求响应语义中,浏览器发起请求,服务器发送一个响应,这意味着在浏览器发起新请求前,服务器不能发送新信息给客户端浏览器;

    【2】http 长轮询 和 短轮询

    【2.1】http 长轮询

    1)介绍:http 长轮询是server 收到请求后如果有数据,立刻响应请求;如果没有数据 就会 停留 一段时间,这段时间内,如果 server 请求的数据到达(如查询数据库或数据的逻辑处理完成),就会立刻响应;如果这段时间过后,还没有数据到达,则以空数据的形式响应http请求;若浏览器收到的数据为空,会再次发送同样的http请求到server;

    2)http 长轮询 的缺点:server 没有数据到达时,http连接会停留一段时间,这会造成服务器资源浪费;

    3)看个荔枝:假设有 1000个人停留在某个客户端页面,等待server端的数据更新,那就很有可能服务器这边挂着1000个线程,在不停检测数据是否发生变化,这依然是有问题的;

    【2.2】http 短轮询

    1)介绍:http 短轮询是 server 收到请求 不管是否有数据到达都直接响应http 请求;如果浏览器收到的数据为空,则隔一段时间,浏览器又会发送相同的http请求到server 以获取数据响应;

    2) http 短轮询的缺点:消息交互的实时性较低(server端到浏览器端的数据反馈效率低);

    【2.3】http 长轮询 和 短轮询的异同

    1)相同点:当server 的数据不可达时,基于http长轮询和短轮询 的http请求,都会 停留一段时间;

    2)不同点:http长轮询是在服务器端的停留,而http 短轮询是在 浏览器端的停留;

    3)性能总结:从这里可以看出,不管是长轮询还是短轮询,都不太适用于客户端数量太多的情况,因为每个服务器所能承载的TCP连接数是有上限的,这种轮询很容易把连接数顶满;

    【3】WebSocket

    1)介绍:WebSocket 是 html5 规范发布的新协议,和 http协议完全是两个不同的概念,或者说基本没关系;WebSocket 协议 和 http协议的唯一联系点在于,WebSocket 协议为了兼容现有浏览器的握手规范而采用了 http协议中的握手规范 以建立WebSocket连接;

    2)WebSocket协议:其客户端与服务器建立的是 持久连接;

    3)WebSocket 解决了 HTTP 的几个难题

    3.1)难题1(http协议的被动性):采用 WebSocket 协议后,服务器可以主动推送消息给客户端;而不需要客户端以(长/短)轮询的方式发起http请求到server以获取数据更新反馈;这样一来,客户端只需要经过一次HTTP请求,就可以做到源源不断的信息传送了(在程序设计中,这种设计叫做回调,即:server 端有信息了再来通知client 端,而不是 client 端 每次都傻乎乎地跑去轮询server端 是否有消息更新);

    3.2)难题2(http协议的无状态性/健忘性):短轮询是每次http请求前都要建立连接,而长轮询是相邻几次请求前都要建立连接;http请求响应完成后,服务器就会断开连接,且把连接的信息全都忘记了;所以每次建立连接都要重新传输连接上下文(下面有补充),将 client 端的连接上下文来告诉server 端;而 WebSockct只需要一次HTTP 握手,整个通讯过程是建立在一次连接(状态)中的,server 端会一直推送消息更新反馈到客户端,直到客户端关闭请求,这样就无需 客户端为发送消息而建立不必要的 tcp 连接 和 为了建立tcp连接而发送不必要的冗余的连接上下文消息;

    4)连接上下文补充:连接上下文,如限定客户端和服务器平台的所有头信息,认证属性,负载描述等;看个荔枝:
    ![6YGTPH$KO4}FKE}JNY`KPK.png

    【4】三种通信方式的优缺点

    传统(短)轮询 长轮询 WebSocket
    浏览器支持 几乎所有现代浏览器 几乎所有现代浏览器 IE 10+ Edge Firefox 4+ Chrome 4+ Safari 5+ Opera 11.5+
    服务器负载 较少的CPU资源,较多的内存资源和带宽资源 与传统轮询相似,但是占用带宽较少 无需循环等待(长轮询),CPU和内存资源不以客户端数量衡量,而是以客户端事件数衡量。三种方式里性能最佳。
    客户端负载 占用较多的内存资源与请求数。 与传统轮询相似。 同Server-Sent Event。
    延迟 非实时,延迟取决于请求间隔。 同传统轮询。 实时。
    实现复杂度 非常简单。 需要服务器配合,客户端实现非常简单。 需要Socket程序实现和额外端口,客户端实现简单。

    【补充】http 长连接(tcp 连接可复用)

    1)介绍:http协议 目前有两个版本:1.1 和 1.0;区别是 1.1支持 长连接(普遍使用http1.1版本),长连接也叫做持久连接(keep-alive);而1.0不支持长连接,在1.0版本下,每个http请求响应后都会关闭tcp连接,下一次http请求会重新建立http连接;

    2)http 长连接:多个http 请求共用同一个 tcp 连接,这样可以减少相邻多次 http请求导致的 tcp连接建立和关闭的资源消耗;http1.1 在请求头和响应头中用 connection 字段标识 该http连接是否是 长连接,即connection: keep-alive 表示长连接;而 connection: closed 表明服务器关闭tcp 连接;

    3)keep-alive:与 connection 相对应的是 keep-alive,其属性有 timeout=30 和 max=5 分别是 两次 http 请求 保持的时间,max表示这个tcp 连接最多被几个 http 请求重用;

    3.三者总结:

    以上的介绍和对比来自于:http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/52035252

    个人觉得大概的可以理解为:

    1.轮询就是定时发送请求,响应请求

    2.长轮询,定时就是发送请求,响应请求,客户端接收到响应后,继续发送请求,从而达到不间断.

    3.socket就是发出请求,标识这个请求为长连接,服务端知道后,以后就不需要客户端发送请求,服务端就可以向客户端推送数据.

    4.在SSM框架中使用springSocket(后续扩展实际项目如何使用)

    首先要知道流程是如何走的,客户端像服务端发出请求,并标识这个请求是长连接,服务端接收到后,处理业务,并将数据传递给客户端(当然也可以不传递),这样每次服务端都可以像客户端推送数据.,大致的流程就是这样
    pom.xml
            <!--socket使用的jar-->        <dependency>            <groupId>javax</groupId>            <artifactId>javaee-api</artifactId>            <version>7.0</version>            <scope>provided</scope>        </dependency>        <dependency>            <groupId>org.springframework</groupId>            <artifactId>spring-websocket</artifactId>            <version>4.1.3.RELEASE</version>        </dependency>        <dependency>            <groupId>org.springframework</groupId>            <artifactId>spring-messaging</artifactId>            <version>4.1.3.RELEASE</version>        </dependency>
    

    自定义config类

    package com.bile.socket; import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.EnableWebMvc;import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurerAdapter;import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry; import javax.annotation.Resource; /** *Title:      MyWebSocketConfig<br/> *Description: 接口地址实例层 *  服务一启动就调用 */@Component@EnableWebMvc@EnableWebSocketpublic class MyWebSocketConfig extends WebMvcConfigurerAdapter implements WebSocketConfigurer{     @Resource    MyWebSocketHandler handler;    @Resource    UserWebSocketHandler handler2;    @Resource    NewStatisticsWebSocketHandler handler3;        @Override    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {        System.out.println("初始化进来-----");        // TODO Auto-generated method stub        registry.addHandler(handler, "/wsMy").addInterceptors(new HandshakeInterceptor());        registry.addHandler(handler, "/wsMy/sockjs").addInterceptors(new HandshakeInterceptor()).withSockJS();        registry.addHandler(handler2, "/wsUser").addInterceptors(new HandshakeInterceptor());        registry.addHandler(handler2, "/wsUser/sockjs").addInterceptors(new HandshakeInterceptor()).withSockJS();                registry.addHandler(handler3, "/wsNewStatistics").addInterceptors(new HandshakeInterceptor());        registry.addHandler(handler3, "/wsNewStatistics/sockjs").addInterceptors(new HandshakeInterceptor());    } }
    

    自定义hand

    package com.bile.socket; import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;import org.springframework.http.server.ServletServerHttpRequest;import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;import org.springframework.web.socket.server.support.HttpSessionHandshakeInterceptor; import java.util.Map;  /** *Title:      HandshakeInterceptor<br/> *Description:  会话标记层 *  web断先进入当前方法--->再进入MyWebSocketHandler去缓存当前session的客户端 */public class HandshakeInterceptor extends HttpSessionHandshakeInterceptor{     @Override    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {        System.out.println("第2步进来:HandshakeInterceptor->beforeHandshake");        // TODO Auto-generated method stub        String uid = ((ServletServerHttpRequest) request).getServletRequest().getParameter("uid");        // 标记用户        if(uid!=null){            attributes.put("uid", uid);        }else{            return false;        }        return super.beforeHandshake(request, response, wsHandler, attributes);            }     @Override    public void afterHandshake(ServerHttpRequest request,  ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler,  Exception ex) {        System.out.println("第3步进来:HandshakeInterceptor->afterHandshake");        super.afterHandshake(request, response, wsHandler, ex);    } }
    

    自定义socket

    import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.web.socket.*; import java.io.IOException;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Map.Entry;  /** *Title:      MyWebSocketHandler<br/> *Description: 会话连接层 */@Componentpublic class MyWebSocketHandler implements WebSocketHandler{         public static final Map<String, WebSocketSession> userSocketSessionMap;     static {        userSocketSessionMap = new HashMap<String, WebSocketSession>();    }     /**     * 连接成功时候,会触发页面上onopen方法     */    @Override    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {        // TODO Auto-generated method stub      //String jspCode = (String) session.getAttributes().get("SID");        if (userSocketSessionMap.get(session.getId()) == null) {         userSocketSessionMap.put(session.getId(), session);        }        System.out.println("第4步进来::Socket会话连接成功::Key="+session.getId());            }     //暂时没用    /**     * js调用websocket.send时候,会调用该方法     */    @Override    public void handleMessage(WebSocketSession session, WebSocketMessage<?> message) throws Exception {     }    /**     * 消息传输错误处理     */    //暂时没用    @Override    public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println("第1步:开始移除用户" );        if (session.isOpen()) { session.close(); }        Iterator<Entry<String, WebSocketSession>> it = userSocketSessionMap.entrySet().iterator();        // 移除Socket会话        while (it.hasNext()) {            Entry<String, WebSocketSession> entry = it.next();            //if (entry.getValue().getId().equals(session.getId())) {                userSocketSessionMap.remove(entry.getKey());                System.out.println("--------->>>>用户Key::" + entry.getKey());                break;            //}        }    }     /**     * 关闭连接时触发     */    @Override    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus closeStatus) throws Exception {      System.out.println("Websocket:" + session.getId() + "已经关闭");        Iterator<Entry<String, WebSocketSession>> it = userSocketSessionMap.entrySet().iterator();        // 移除Socket会话        System.out.println("=======关闭连接=====");        while (it.hasNext()) {            Entry<String, WebSocketSession> entry = it.next();            //if (entry.getValue().getId().equals(session.getId())) {                userSocketSessionMap.remove(entry.getKey());                System.out.println("Socket会话已经移除:用户ID" + entry.getKey());                break;            //}        }          }     @Override    public boolean supportsPartialMessages() {        // TODO Auto-generated method stub        return false;    }    /**     * 群发     * @Title:       broadcast     * @Description: TODO     * @param:       @param message     * @param:       @throws IOException     * @return:      void     * @throws     */    public void broadcast(final TextMessage message) throws IOException {        Iterator<Entry<String, WebSocketSession>> it = userSocketSessionMap.entrySet().iterator();        VoThread thread=null;        // 多线程群发        while (it.hasNext()) {             final Entry<String, WebSocketSession> entry = it.next();             if (entry.getValue().isOpen()) {               thread=new VoThread(entry.getValue(),message);              new Thread(thread).start();             //注意这里不能使用匿名内部类,不然会出现问题/*                new Thread(new Runnable() {                    public void run() {                        try {                            if (entry.getValue().isOpen()) {                                entry.getValue().sendMessage(message);                            }                        } catch (IOException e) {                            e.printStackTrace();                        }                    }                }).start();*/            }         }    }     /**     * 给某个用户发送消息     *      * @param userName     * @param message     * @throws IOException     */    public void sendMessageToUser(String uid, TextMessage message)            throws IOException {        WebSocketSession session = userSocketSessionMap.get(uid);        System.out.println("======给"+uid+"用户发送消息======");        if (session != null && session.isOpen()) {            session.sendMessage(message);        }    } }
    

    页面代码:

    <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"    pageEncoding="UTF-8"%><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"><html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"><title>socket</title><script type="text/javascript" src="http://cdn.bootcss.com/jquery/3.1.0/jquery.min.js"></script><script type="text/javascript" src="http://cdn.bootcss.com/sockjs-client/1.1.1/sockjs.js"></script><script type="text/javascript">    var sock=null;    if (window['WebSocket']) {            sock= new WebSocket('ws://' + window.location.host+'/bile.api/wsMy?uid=1');    }    sock.onopen = function() { /* 连接成功时 */       //页面加载完毕,出发onopen方法,这时候可以选择发送参数,也可以不发送      sock.send(JSON.stringify({to:'1my'}));    };    sock.onmessage = function(e) {/* 服务端推送数据过来 */       //在后台socket中像客户端发送数据时,自动调用这方法拿到数据       $('#data').text(e.data);    };    sock.onclose = function() {       alert('Closing');    };</script></head><body>   <h1 id="data"></h1></body></html>
    

    5.后语

    以上只是我自己写的demo,仅供参考,希望大家和我一起学习,有想法提出来,一起讨论,我也是最近才学socket.后续我集成到实际项目中使用后,会完善此贴!

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