WebSocket 深入浅出
- [1. WebSocket 是什么](#1. WebSocket 是什么)
- [2. WebSocket 建立连接通信的过程](#2. WebSocket 建立连接通信的过程)
- [3. WebSocket 和http的联系与区别](#3. WebSocket 和http的联系与区别)
- [4. WebSocket 的使用场景及限制](#4. WebSocket 的使用场景及限制)
1. WebSocket 是什么
定义:
WebSocket
是一种网络通信协议,它允许在单个TCP
连接上进行全双工通信 。是HTML5
规范提出的,封装在socket
协议的上层协议。它是为了解决 客户端发起多个http
请求服务器资源 必须要经过长时间轮询的问题而产生的,它能实现多路复用。
初步了解:
WebSocket
协议独立于HTTP
,但通常使用HTTP
进行初始握手,以建立持久的连接。在握手过程中,客户端发送一个带有特定头部信息的HTTP
请求给服务器,服务器在验证请求后,通过响应返回特定的头部信息,表示握手成功。一旦连接建立,服务器和客户端就可以进行实时的双向通信,不需要通过传统的HTTP
请求-响应模式。WebSocket
协议允许服务器主动向客户端推送数据,而不仅仅是响应客户端的请求。这种协议特别适用于需要实时数据传输和即时通信的应用,如在线游戏、股票行情等。与HTTP
相比,WebSocket
在处理二进制内容和实时性方面更为高效,因为它专门针对持久连接和双向通信进行了优化。WebSocket
支持扩展,允许用户自定义协议的一部分,例如通过压缩数据来提高传输效率。总的来说,WebSocket
是一种用于创建更高效、实时性更强的Web
应用程序的协议。
2. WebSocket 建立连接通信的过程
WebSocket
建立连接的过程通常涉及客户端和服务器之间的一次"握手"过程。包括以下过程:
-
客户端发送一个包含
Upgrade
头的HTTP GET
请求到服务器,请求升级到WebSocket
协议。-
客户端代码(JavaScript):
javascriptvar ws = new WebSocket("ws://example.com/socket");
-
服务器端代码(Node.js):
javascriptconst WebSocket = require('ws'); const wss = new WebSocket.Server({ port: 80 }); wss.on('connection', function connection(ws) { // 处理WebSocket连接 });
-
-
服务器响应这个请求,如果接受升级请求,它会返回一个响应状态码为
101
的HTTP
响应。-
服务器端响应(Node.js):
javascriptwss.on('upgrade', function upgrade(request, socket, head) { ws.handleUpgrade(request, socket, head, function done(ws) { wss.emit('connection', ws); }); });
-
-
一旦连接建立,客户端和服务器端都可以开始双向通信。客户端和服务器端代码可以用来发送和接收消息。
-
客户端发送消息:
javascriptws.send('Hello, Server!');
-
服务器端接收消息并处理:
javascriptws.on('message', function incoming(message) { console.log('received: %s', message); });
-
3. WebSocket 和http的联系与区别
- 联系:
WebSocket
在建立握手时,数据是通过HTTP
传输的。但是建立之后,在真正传输时候是不需要HTTP
协议的 - 区别:
- 含义不同
websocket
:是在单个TCP
连接上进行全双工通信的协议。http
:超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)是一个简单的请求-响应协议,它通常运行在TCP
之上,是单向的通信协议。
- 连接方式不同
websocket
:需要浏览器和服务器握手进行建立连接的。http
:是浏览器发起向服务器的连接,服务器预先并不知道这个连接。
- 连接长度不同
websocket
:是持久连接。http
:是短连接(http
可以通过Ajax
一直发送请求和长轮询保持一段时间内的连接,但本质上还是短连接)。
- 连接状态不同
websocket
:是有状态的双向连接。http
:是无状态的单向连接。
- 协议开头不同
websocket
:协议是以ws/wss
开头。http
:协议是http/https
开头。
- 含义不同
4. WebSocket 的使用场景及限制
WebSocket
是一种在单个TCP
连接上进行全双工通讯的协议,能够实现客户端和服务器之间的持续通信。WebSocket
的用途非常广泛,以下是一些常见的使用场景:
- 即时通讯 :
WebSocket
可以实现服务器向客户端推送消息的即时通讯功能,比如即时聊天室、在线客服等。 - 实时数据流 :
WebSocket
可以用于需要实时响应数据流的应用,如股票价格监控、体育赛事结果更新等。 - 在线游戏 :
WebSocket
可以用于游戏开发中,实现服务器与客户端的实时数据通讯,比如游戏中的实时战斗信息等。 - 实时数据更新 :
WebSocket
可以用于实时更新网页内容,无需客户端反复发起HTTP
请求,减少服务器压力,提升用户体验。 - 实时大数据分析 :
WebSocket
可以用于实时数据监控和分析,如实时监控系统监控数据、实时日志监控等。
WebSocket 的一些限制包括:
- 浏览器兼容性 :不是所有的浏览器都支持
WebSocket
,特别是一些老旧的浏览器。 - 代理和防火墙支持 :一些网络环境可能不支持或者限制
WebSocket
通信。 - 学习曲线 :
WebSocket
需要一定的学习曲线,包括服务器端和客户端的实现。 - 数据传输大小限制 :
WebSocket
的数据传输大小受限于单个HTTP
头部的大小,通常限制在16KB
左右。 - 复杂性 :
WebSocket
比简单的HTTP
请求要复杂,需要服务器和客户端的配合。