每个程序员的 AI 课你知道 ChatGPT Style 应用中一个字一个字回复这种效果怎么实现的吗

现在 ChatGPT Style 的 App 非常热，在 AI 回复消息时通常都是用这种"打字机"效果像上图这样，那这样的效果是怎么实现的呢？本文带你一探究竟。

实现这种效果至少有3种方式:

轮询接口
Webscoket
SSE

传统的 Ajax 轮询低效且消耗资源更多，先被我们排除掉，接下来看看 SSE 和 Webscoket。Websocket 大家不陌生，那 SSE 是什么呢？ SSE是一种基于 HTTP 的服务器端推送技术，与传统的 Ajax 轮询相比，SSE更加高效，因为它只在有新数据时才会向客户端发送数据。想象一下，你正在玩一款在线游戏，想要得到实时的游戏状态。但是，如果每秒钟都要向服务器发起请求，那么你就不得不承受一堆烦人的加载时间和浪费的带宽。这时候，SSE就可以帮到你了，让你的体验更加流畅和舒适。

听起来 SSE 是不是很像 Websocket？但他们有一些区别，SSE 可以让服务器向客户端推送数据，而无需客户端发起请求。这就像是你在等待一封信，只有发件人可以给你写信，而你却无法回信，即 SSE 是从服务端发送更新的单向通信。

SSE 通信是如何建立起来的呢？

使用 SSE，客户端通过发送 GET 请求与服务器建立持久连接，然后服务器通过该连接向客户端发送数据。在发送数据时，服务器需要将需要推送的数据封装在消息中，并使用特殊的 MIME 类型"text/event-stream"进行标识，以便客户端能够识别。客户端在接收到该响应后，会自动将其解析成一个事件流，并将事件流传递给 JavaScript 应用程序进行处理。

也就是说在收到浏览器的 GET 请求后，服务端只要设置响应头为 Content-Type: text/event-stream 即可开启 SSE 通信协议，并且这个协议还有一个非常重要的特性：支持自动重连和心跳机制，确保连接的可靠性。如果连接断开，客户端会自动发起重连，而服务器可以通过发送一个空的消息，来保持连接的活跃状态。

开启 SSE Node.js 示例代码, 截选自 sse.js

js 复制代码

SSEClient.prototype.initialize = function() {
  ...
  this.res.writeHead(200, {
    'Content-Type': 'text/event-stream',
    'Cache-Control': 'no-cache, no-transform',
    'Connection': 'keep-alive'
  });
  this.res.write(':ok\n\n');
};

这意味着 SSE 是一种高效、可靠、易于实现(心智负担低)的实时数据推送协议，给开发者的业务场景开发多了一种技术选择方案。

实现 SSE

服务端部分，以Node.js 为例

js 复制代码

const http = require('http');
const { EventEmitter } = require('events');

const emitter = new EventEmitter();

http.createServer((req, res) => {
  if (req.url === '/sse') {
    console.log('new client connected');
    res.writeHead(200, {
      'Content-Type': 'text/event-stream',
      'Cache-Control': 'no-cache',
      'Connection': 'keep-alive',
    });

    const listener = (data) => {
      res.write(`data: ${JSON.stringify(data)}\\n\\n`);
    };

    // Listen for events
    emitter.on('event', listener);

    // Remove listener on client disconnect
    req.on('close', () => {
      console.log('client disconnected');
      emitter.off('event', listener);
    });
  }
}).listen(8080, () => {
  console.log('SSE server listening on port 8080');
});

// Emit events
setInterval(() => {
  emitter.emit('event', { message: 'Hello, world!' });
}, 1000);

简单解释一下代码，先通过 http 起一个 Http server 监听 /sse 路由，当收到客户端的请求 localhost:8080/sse 时建立一个 SSE 连接，通过设置响应头，建立了连接后，如果服务端有更新，就通过 events 库推送给前端即可。

在客户端部分，我们什么都不需要做，浏览器已经帮我们实现了，并且还兼容性良好。

前端只要调用浏览器同的 EventSource API 与服务端建立连接，然后监听服务端的更新并且将消息追加到页面上即可

html 复制代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>SSE Chat Example</title>
</head>
<body>
  <ul id="chat"></ul>
  <script>
    const chat = document.getElementById('chat');
    const source = new EventSource('/sse');

    source.addEventListener('ping', function(event) {
      const data = JSON.parse(event.data);
      const message = data.message;
      const li = document.createElement('li');
      li.textContent = message;
      chat.appendChild(li);
    });
  </script>
</body>
</html>

缺了点什么？

我们虽然可以通过浏览器的 EventSource API 来实现这样的打字效果。但是这个解决方案有一些限制。

从前文的介绍中我们可以看到第一个限制，它必须要求我们使用 GET 请求。而且当想给服务端传递一些信息时无法通过Body 传递，只能将内容写到 URL 中（还必须设置 withCredentials），那就会受到浏览器对 URL 长度的限制。比如大多数浏览器输入的 URL 最多 2000 个字符。当然也无法传递一些自定义请求头。前面我们虽然提到了断线重连，但是他的重连策略很弱，重连几次无果后就停止了，在生产环境还是很危险的。

那针对这些问题怎么办呢？不使用 EventSource 呗，所以类似 ChatGPT 这样的应用都会封装一个基于 fetch API 的 SSE 版本。怎么封装呢？没有魔法，后端不需要做更改，前端通过 fetch 包装一层 SSE 的事件就可以把缺的这部分补回来，成为一个更好的 SSE 解决方案，并且在使用方式上没什么变化

js 复制代码

// BEFORE:
const sse = new EventSource('/api/sse');
sse.onmessage = (ev) => {
    console.log(ev.data);
};

// AFTER:
import { fetchEventSource } from 'your-fetch-event-source';

await fetchEventSource('/api/sse', {
    onmessage(ev) {
        console.log(ev.data);
    }
});

解决请求限制，就是普通 fetch 请求，可以接收各种类型请求和请求头

js 复制代码

fetchEventSource('/api/sse', {
    method: 'POST',
    headers: {
        'Content-Type': 'application/json',
    },
    body: JSON.stringify({
        foo: 'bar'
    }),
});

对监听到的数据有了更细粒度的控制，之前通过浏览器API拿到的直接就是后端更新的内容，现在拿到的是reponse对象

js 复制代码

fetchEventSource('/api/sse', {
   async onopen(response) {
        if (response.ok && response.headers.get('content-type') === EventStreamContentType) {
            return; // everything's good
        } else if (response.status >= 400 && response.status < 500 && response.status !== 429) {
            // client-side errors are usually non-retriable:  
        }
    },

连接中断时可以自己定义出错的逻辑

js 复制代码

class RetriableError extends Error { }
class FatalError extends Error { }

fetchEventSource('/api/sse', {
    ...
    onclose() {
        // if the server closes the connection unexpectedly, retry:
        throw new RetriableError();
    },
    onerror(err) {
        if (err instanceof FatalError) {
            throw err; // rethrow to stop the operation
        } else {
            // do nothing to automatically retry. You can also
            // return a specific retry interval here.
        }
    }
});

代码来自微软封装的@microsoft/fetch-event-source，好奇宝宝可以自行阅读https://github.com/Azure/fetch-event-source/blob/main/src/fetch.ts，本篇分享结束，都看到这里了点个赞吧！

每个程序员的 AI 课 你知道 ChatGPT Style 应用中 一个字一个字回复这种效果怎么实现的吗

SSE 通信是如何建立起来的呢？

实现 SSE

缺了点什么？

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