面试经典题：请你聊一聊WebSocket

WebSocket是什么

WebSocket是一种网络通信协议。那么就有一个问题了：已经有了HTTP协议，为什么还需要WebSocket？

因为HTTP协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起,做不到服务器主动向客户端推送信息。 HTTP协议的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。轮询的效率低，非常浪费资源。因此，大佬们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket就是这样出现的。

WebSocket特点

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。

它的最大特点就是，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。 WebSocket允许服务器端与客户端进行全双工的通信。

其他的一些特点：

（1）建立在TCP协议之上，服务器端的实现比较容易。

（2）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。

（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。

（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。

（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信，完全可以取代 Ajax。

（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss，对应 HTTPS 协议），服务器网址就是 URL。

WebSocket握手

WebSocket也要有一个握手过程，然后才能正式收发数据。

客户端发送数据格式如下：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

• Connection：必须设置Upgrade，表示客户端希望连接升级
• Upgrade：必须设置Websocket，表示希望升级到Websocket协议
• Sec-WebSocket-Key：客户端发送的一个 base64 编码的密文，用于简单的认证秘钥。要求服务端必须返回一个对应加密的"Sec-WebSocket-Accept应答，否则客户端会抛出错误，并关闭连接
• Sec-WebSocket-Version ：表示支持的Websocket版本

服务端返回的数据格式：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=Sec-WebSocket-Protocol: chat

• HTTP/1.1 101 Switching Protocols：表示服务端接受 WebSocket 协议的客户端连接
• Sec-WebSocket-Accep：验证客户端请求报文，同样也是为了防止误连接。具体做法是把请求头里"Sec-WebSocket-Key"的值，加上一个专用的 UUID，再计算摘要

总结

WebSocket是一种基于TCP的网络通信协议。 优点如下：

• 较少的控制开销：数据包头部协议较小，不同于http每次请求需要携带完整的头部
• 更强的实时性：相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少
• 保持创连接状态：创建通信后，可省略状态信息，不同于HTTP每次请求需要携带身份验证
• 更好的二进制支持：定义了二进制帧，更好处理二进制内容
• 支持扩展：用户可以扩展websocket协议、实现部分自定义的子协议
• 更好的压缩效果：Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率