window 对象是 Web 浏览器中的全局对象，它为开发者提供了访问浏览器窗口和所有内置对象的接口。作为 JavaScript 的核心部分，window 对象包含大量与浏览器操作相关的属性和方法。在这之中，WebSocket 属性允许浏览器与服务器进行双向通信，这是现代 Web 应用中实现实时交互的基础之一。
WebSocket 简介
WebSocket 是 HTML5 引入的一个新协议，用来在浏览器和服务器之间建立持久性的双向通信通道。与传统的 HTTP 请求/响应机制相比，WebSocket 允许客户端和服务器之间实时交换数据，而不需要每次都重新建立连接。具体而言，HTTP 是无状态的，每次请求结束后连接就会关闭，而 WebSocket 通过握手过程建立连接后，客户端和服务器可以通过同一个通道一直进行通信，直到显式关闭。
WebSocket 在 window 对象中的作用
window 对象的 WebSocket 属性提供了浏览器与服务器进行实时通信的能力。通过 WebSocket 构造函数，开发者可以创建一个 WebSocket 对象，并与服务器进行交互。这个 WebSocket 对象继承了 EventTarget 接口，意味着它可以响应一些特定的事件，例如连接成功、收到消息、错误、连接关闭等。
WebSocket 的基本用法
以下是使用 WebSocket 的基本代码结构：
const socket = new WebSocket('ws://example.com/socketserver');
socket.onopen = function(event) {
console.log('Connection established!');
socket.send('Hello Server!');
};
socket.onmessage = function(event) {
console.log('Message from server ', event.data);
};
socket.onerror = function(error) {
console.error('WebSocket error: ', error);
};
socket.onclose = function(event) {
console.log('Connection closed: ', event);
};
在这个例子中，WebSocket 对象是通过 new WebSocket() 构造函数实例化的，并且连接到一个 WebSocket 服务器 ws://example.com/socketserver。在建立连接后，onopen 事件会被触发，这时客户端可以通过 send() 方法向服务器发送数据。服务器可以通过 onmessage 事件向客户端发送数据。当 WebSocket 连接出现错误时，会触发 onerror 事件，而 onclose 事件则在连接关闭时被调用。
WebSocket 与 HTTP 的对比
WebSocket 与 HTTP 的不同之处在于其双向通信的特性。在 HTTP 请求中，客户端发起请求，服务器响应完成后连接关闭。而 WebSocket 则允许客户端和服务器之间保持持续的连接，双方可以在需要时随时发送和接收数据。这种模式对于需要高频率数据更新的场景非常有效，例如在线游戏、股票交易、实时聊天应用等。
实际案例：在线聊天应用
设想一个在线聊天应用，传统的 HTTP 请求每次都需要用户发送消息时建立连接，并请求新的消息记录。这种方法不仅效率低，还会导致较高的延迟，因为每次请求都需要重新建立连接。使用 WebSocket，可以让服务器和客户端一直保持连接，当有新的消息时，服务器可以立即推送到客户端，而客户端也可以即时发送消息给服务器，极大地减少了延迟。
const chatSocket = new WebSocket('ws://chatserver.com/socket');
chatSocket.onopen = () => {
console.log('Chat connection established');
chatSocket.send(JSON.stringify({ type: 'join', username: 'JohnDoe' }));
};
chatSocket.onmessage = (event) => {
const messageData = JSON.parse(event.data);
console.log('New message: ', messageData.content);
// 可以将新消息更新到聊天窗口中
};
chatSocket.onerror = (error) => {
console.error('WebSocket Error: ', error);
};
chatSocket.onclose = (event) => {
console.log('Chat connection closed');
};
在这个示例中，我们创建了一个聊天客户端，连接到 chatserver.com 的 WebSocket 服务器。当连接成功时，客户端会通过 send() 方法将用户信息发送到服务器，服务器随后可以通过 onmessage 事件推送新消息到客户端。这种实时更新的机制使得 WebSocket 成为构建在线聊天应用的理想选择。
WebSocket 的事件处理
WebSocket 对象具备四个主要事件处理方法，它们分别是：
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onopen：当连接成功建立时触发，通常用于通知用户连接已建立并准备好通信。 -
onmessage：当服务器发送消息时触发，event.data包含服务器发送的具体消息。 -
onerror：当连接发生错误时触发，开发者可以通过这个事件处理异常。 -
onclose：当连接被关闭时触发，通常用来清理资源或通知用户连接已断开。
例如，在开发实时游戏时，WebSocket 事件处理显得尤为重要。游戏客户端需要随时响应服务器的指令，而服务器也需要持续更新客户端的游戏状态。通过 WebSocket 的事件机制，双方可以无缝沟通。
WebSocket 的高级功能：二进制数据传输
WebSocket 不仅支持传输文本数据，还可以传输二进制数据（如 ArrayBuffer 和 Blob）。这种能力使得 WebSocket 成为传输复杂数据类型的理想工具。例如，图像、音频、视频流等数据都可以通过 WebSocket 高效地在客户端和服务器之间传输。
const binarySocket = new WebSocket('ws://mediaserver.com/stream');
binarySocket.onopen = () => {
console.log('Binary connection established');
};
binarySocket.onmessage = (event) => {
const arrayBuffer = event.data;
console.log('Received binary data of length ', arrayBuffer.byteLength);
// 可以将二进制数据处理后显示，如视频流
};
binarySocket.onerror = (error) => {
console.error('WebSocket Error: ', error);
};
binarySocket.onclose = (event) => {
console.log('Binary connection closed');
};
在这个示例中，WebSocket 可以用于接收服务器发送的视频流或音频流，并在客户端进行处理和播放。传统的 HTTP 协议由于是基于请求/响应模式，在处理这种大体量、连续性的数据时不如 WebSocket 高效。
安全性考量
在使用 WebSocket 时，安全性是必须要考虑的问题。WebSocket 支持通过 wss:// 协议来进行加密连接，这类似于 HTTPS 对 HTTP 的增强。在不加密的连接上传输敏感信息可能会导致数据被截取，因此在传输敏感数据时应使用 wss:// 以确保通信的安全。
const secureSocket = new WebSocket('wss://securechat.com/socket');
secureSocket.onopen = () => {
console.log('Secure connection established');
secureSocket.send('Hello, secure world!');
};
secureSocket.onmessage = (event) => {
console.log('Message from server: ', event.data);
};
WebSocket 的扩展与限制
尽管 WebSocket 提供了非常高效的双向通信机制，但它也存在一些局限。与 HTTP/2 相比，WebSocket 的性能在某些场景下可能略显不足。HTTP/2 本身支持多路复用，可以在同一个 TCP 连接中发送多个流，而 WebSocket 一次只能处理一个连接。
此外，WebSocket 的状态管理相对复杂。在 HTTP 协议下，状态可以通过请求头、cookie、token 等方式维护，而 WebSocket 在持续连接下，需要开发者自己设计状态管理和恢复机制。
实际应用场景
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实时金融数据更新：股票市场应用通常使用 WebSocket 来推送实时价格、成交量等数据。传统的 HTTP 请求无法满足这种实时性的需求，而 WebSocket 可以通过持续连接来实时发送更新。
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在线游戏：多人在线游戏需要大量的实时数据交互，玩家的动作、游戏状态等都需要即时传递。通过 WebSocket，游戏服务器可以与多个客户端保持持续的通信，从而为玩家提供实时反馈。
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实时协作工具：像 Google Docs 这种多人协作工具，可以通过 WebSocket 来实现不同用户之间的实时文档同步。用户的每一次编辑操作都会立即发送到服务器，并通过 WebSocket 发送到所有其他连接的客户端。
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物联网（IoT）设备控制：WebSocket 可以应用于物联网场景中，比如实时控制智能家居设备，监控传感器数据等。与传统的 HTTP 请求方式相比，WebSocket 可以在设备和服务器之间保持实时的通信。
总结
window 对象中的 WebSocket 属性提供了 Web 开发中不可或缺的双向通信机制。它突破了 HTTP 单向通信的限制，为构建实时交互应用提供了强大的支持。从聊天应用、在线游戏、实时金融更新到物联网设备控制，WebSocket 在现代 Web 开发中起着重要的作用。通过它，开发者可以为用户提供更顺畅、更高效的实时体验。
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