实时通信的那些事儿:短轮询、长轮询、SSE 和 WebSocket 到底怎么选?

大家好,我是老码小张,一个喜欢刨根问底、琢磨技术背后原理的程序员。平时不仅喜欢研究各种新技术,还爱思考怎么用它们解决实际开发中的麻烦事。今天咱们聊聊前后端实时通信的几种常见方案:短轮询、长轮询、SSE 和 WebSocket。相信不少朋友在做聊天室、推送、监控等场景时都遇到过"怎么让前端实时拿到后端数据"这个老大难问题。别急,今天我就用接地气的方式,带你一口气搞明白这些技术的来龙去脉和实战要点。

为什么前端想要实时?

我们都知道,HTTP 协议是典型的"请求-响应"模式,浏览器(客户端)主动发起请求,服务器才能响应。也就是说,服务器没法主动"推送"消息给浏览器。这就导致了一个问题:如果后端有新消息,前端怎么第一时间拿到?这也是咱们今天要聊的核心。

方案一:短轮询(Short Polling)

原理和流程

短轮询其实很简单,前端每隔一段时间(比如 2 秒)就给后端发一次请求,问一句:"有新消息吗?"如果有,后端就返回数据;没有就返回个空。

ini 复制代码
javascript
setInterval(() => {
  fetch('/api/messages')
    .then(res => res.json())
    .then(data => {
      // 处理新消息
    });
}, 2000);

优点:

  • 实现简单,兼容性好,所有浏览器都支持。

缺点:

  • 太"勤快"了,明明没新消息还一直问,浪费带宽和服务器资源。
  • 实时性受限,最多只能做到轮询间隔那么快。

流程图:

sequenceDiagram participant Client as 前端 participant Server as 后端 loop 每2秒 Client->>Server: 有新消息吗? Server-->>Client: 有/没有 end

方案二:长轮询(Long Polling)

原理和流程

长轮询是短轮询的"进阶版"。前端发请求后,如果没有新消息,后端不会立刻返回,而是"挂起"这个请求,等有新消息了再返回。前端收到响应后,立刻再发一个请求,形成"接力"。

scss 复制代码
javascript
function longPoll() {
  fetch('/api/messages')
    .then(res => res.json())
    .then(data => {
      // 处理新消息
      longPoll(); // 再发一次
    });
}
longPoll();

优点:

  • 实时性比短轮询好,消息来了就能收到。
  • 兼容性依然很好。

缺点:

  • 服务器要维持大量挂起的连接,对资源消耗大。
  • 还是 HTTP 请求,头部开销大。

流程图:

sequenceDiagram participant Client as 前端 participant Server as 后端 Client->>Server: 有新消息吗? alt 没有新消息 Server--xClient: 等待... else 有新消息 Server-->>Client: 返回新消息 Client->>Server: 再次发起请求 end

方案三:SSE(Server-Sent Events)

原理和流程

SSE 是 HTML5 标准,允许服务器通过单向通道"推送"消息到浏览器。前端用 EventSource 建立连接,服务器只要有新消息就推送。

ini 复制代码
javascript
const evtSource = new EventSource('/api/stream');
evtSource.onmessage = function(event) {
  // 处理新消息
};

优点:

  • 实现简单,浏览器原生支持。
  • 只用一个 HTTP 连接,节省资源。

缺点:

  • 只能单向(服务器到客户端),不能客户端发消息给服务器。
  • 不支持所有浏览器,比如 IE。
  • 只支持 HTTP/1.x,不适合 WebSocket 场景。

流程图:

sequenceDiagram participant Client as 前端 participant Server as 后端 Client->>Server: 建立 SSE 连接 loop 有新消息 Server-->>Client: 推送新消息 end

方案四:WebSocket

原理和流程

WebSocket 是一种全双工通信协议,前后端可以互相主动发消息。连接建立后,数据可以实时双向传递,非常适合聊天室、游戏、协同编辑等高实时场景。

ini 复制代码
javascript
const ws = new WebSocket('ws://yourserver.com/ws');
ws.onmessage = function(event) {
  // 处理新消息
};
ws.send('hello server!');

优点:

  • 真正的实时、双向通信。
  • 连接建立后数据包很小,效率高。

缺点:

  • 服务器实现稍复杂,需要专门的 WebSocket 服务。
  • 对代理、防火墙等网络环境有一定要求。

流程图:

sequenceDiagram participant Client as 前端 participant Server as 后端 Client->>Server: 建立 WebSocket 连接 Server-->>Client: 连接确认 loop 任意时刻 Client-->>Server: 发送消息 Server-->>Client: 推送消息 end

实战选型建议

  • 短轮询:适合简单、对实时性要求不高的场景,比如定时刷新数据。
  • 长轮询:兼容性好,适合对实时性有要求但不能用 WebSocket 的场景。
  • SSE:适合服务器单向推送,比如新闻、股票行情,且客户端是现代浏览器。
  • WebSocket:强实时、双向通信场景首选,比如 IM、游戏、协同编辑。

实践干货:如何选型和优化

  1. 业务优先:先看你的业务场景到底需不需要"实时",别一上来就用 WebSocket。
  2. 资源评估:长轮询和 WebSocket 都会占用服务器资源,量大时要考虑扩容、负载均衡。
  3. 网络环境:WebSocket 在某些公司网络、老旧代理下可能被阻断,SSE 兼容性也要注意。
  4. 降级方案:可以优先尝试 WebSocket,失败后自动降级为长轮询或短轮询。
  5. 安全性:记得用 wss(加密 WebSocket)和 https,保护数据安全。

小结

实时通信方案没有银弹,只有适合不适合。了解每种方案的原理和优缺点,结合实际场景做出选择,才是靠谱的架构师思路。希望这篇文章能帮你理清思路,选出最适合你项目的实时通信方案。如果你有更好的实践经验,欢迎留言一起交流!

-- 老码小张

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