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什么是WebSocket
定義
Websocket是一個持久化的網絡通信協議，可以在單個 TCP 連接上進行全雙工通訊，沒有了Request和Response的概念，兩者地位完全平等，連接一旦建立，客戶端和服務端之間實時可以進行雙向數據傳輸
關聯和區別
- HTTP
- HTTP是非持久的協議，客戶端想知道服務端的處理進度只能通過不停地使用
Ajax進行輪詢或者采用long poll的方式來，但是前者對服務器壓力大，后者則會因為一直等待Response造成阻塞 - 雖然http1.1默認開啟了
keep-alive長連接保持了這個TCP通道使得在一個HTTP連接中，可以發送多個Request，接收多個Response，但是一個request只能有一個response。而且這個response也是被動的，不能主動發起。 - websocket雖然是獨立于HTTP的一種協議，但是websocket必須依賴 HTTP 協議進行一次
握手(在握手階段是一樣的)，握手成功后，數據就直接從 TCP通道傳輸，與 HTTP 無關了，可以用一張圖理解兩者有交集，但是并不是全部。
- socket
- socket也被稱為
套接字，與HTTP和WebSocket不一樣，socket不是協議，它是在程序層面上對傳輸層協議（可以主要理解為TCP/IP）的接口封裝。可以理解為一個能夠提供端對端的通信的調用接口（API） - 對于程序員而言，其需要在 A 端創建一個 socket 實例，并為這個實例提供其所要連接的 B 端的 IP 地址和端口號，而在 B 端創建另一個 socket 實例，并且綁定本地端口號來進行監聽。當 A 和 B 建立連接后，雙方就建立了一個端對端的 TCP 連接，從而可以進行雙向通信。WebSocekt借鑒了 socket 的思想，為 client 和 server 之間提供了類似的雙向通信機制
應用場景
WebSocket可以做彈幕、消息訂閱、多玩家游戲、協同編輯、股票基金實時報價、視頻會議、在線教育、聊天室等應用實時監聽服務端變化
Websocket握手
- Websocket握手請求報文：
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com
下面是與傳統 HTTP 報文不同的地方：
Upgrade: websocket Connection: Upgrade
表示發起的是 WebSocket 協議
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key 是由瀏覽器隨機生成的，驗證是否可以進行Websocket通信，防止惡意或者無意的連接。
Sec_WebSocket-Protocol 是用戶自定義的字符串，用來標識服務所需要的協議
Sec-WebSocket-Version 表示支持的 WebSocket 版本。
- 服務器響應：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat
101 響應碼 表示要轉換協議。
Connection: Upgrade 表示升級新協議請求。
Upgrade: websocket 表示升級為 WebSocket 協議。
Sec-WebSocket-Accept 是經過服務器確認，并且加密過后的 Sec-WebSocket-Key。用來證明客戶端和服務器之間能進行通信了。
Sec-WebSocket-Protocol 表示最終使用的協議。
至此，客戶端和服務器握手成功建立了Websocket連接，HTTP已經完成它所有工作了，接下來就是完全按照Websocket協議進行通信了。
關于Websocket
WebSocket心跳
可能會有一些未知情況導致SOCKET斷開，而客戶端和服務端卻不知道，需要客戶端定時發送一個心跳 Ping 讓服務端知道自己在線，而服務端也要回復一個心跳 Pong告訴客戶端自己可用，否則視為斷開
WebSocket狀態
WebSocket 對象中的readyState屬性有四種狀態：
- 0: 表示正在連接
- 1: 表示連接成功，可以通信了
- 2: 表示連接正在關閉
- 3: 表示連接已經關閉，或者打開連接失敗
WebSocket實踐
服務端接收發送消息
WebSocket的服務端部分，本文會以Node.js搭建
安裝express和負責處理WebSocket協議的ws：
npm install express ws
安裝成功后的package.json:
接著在根目錄創建server.js文件:
//引入express 和 ws const express = require('express'); const SocketServer = require('ws').Server; //指定開啟的端口號 const PORT = 3000; // 創建express，綁定監聽3000端口，且設定開啟后在consol中提示 const server = express().listen(PORT, () => console.log(`Listening on ${PORT}`)); // 將express交給SocketServer開啟WebSocket的服務 const wss = new SocketServer({ server }); //當 WebSocket 從外部連接時執行 wss.on('connection', (ws) => { //連接時執行此 console 提示 console.log('Client connected'); // 對message設置監聽，接收從客戶端發送的消息 ws.on('message', (data) => { //data為客戶端發送的消息，將消息原封不動返回回去 ws.send(data); }); // 當WebSocket的連接關閉時執行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
執行node server.js啟動服務，端口打開后會執行監聽時間打印提示，說明服務啟動成功
在開啟WebSocket后，服務端會在message中監聽，接收參數data捕獲客戶端發送的消息，然后使用send發送消息
客戶端接收發送消息
分別在根目錄創建index.html和index.js文件
- index.html
<html> <body> <script src="./index.js"></script> </body> </html>
- index.js
// 使用WebSocket的地址向服務端開啟連接 let ws = new WebSocket('ws://localhost:3000'); // 開啟后的動作，指定在連接后執行的事件 ws.onopen = () => { console.log('open connection'); }; // 接收服務端發送的消息 ws.onmessage = (event) => { console.log(event); }; // 指定在關閉后執行的事件 ws.onclose = () => { console.log('close connection'); };
上面的url就是本機node開啟的服務地址，分別指定連接（onopen），關閉（onclose）和消息接收（onmessage）的執行事件，訪問html，打印ws信息
打印了open connection說明連接成功，客戶端會使用onmessage處理接收
其中event參數包含這次溝通的詳細信息，從服務端回傳的消息會在event的data屬性中。
手動在控制臺調用send發送消息，打印event回傳信息:
服務端定時發送
上面是從客戶端發送消息，服務端回傳。我們也可以通過setInterval讓服務端在固定時間發送消息給客戶端:
server.js修改如下:
//當WebSocket從外部連接時執行 wss.on('connection', (ws) => { //連接時執行此 console 提示 console.log('Client connected'); + //固定發送最新消息給客戶端 + const sendNowTime = setInterval(() => { + ws.send(String(new Date())); + }, 1000); - //對message設置監聽，接收從客戶端發送的消息 - ws.on('message', (data) => { - //data為客戶端發送的消息，將消息原封不動返回回去 - ws.send(data); - }); //當 WebSocket的連接關閉時執行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
客戶端連接后就會定時接收，直至我們關閉websocket服務
多人聊天
如果多個客戶端連接按照上面的方式只會返回各自發送的消息，先注釋服務端定時發送，開啟兩個窗口模擬：
如果我們要讓客戶端間消息共享，也同時接收到服務端回傳的消息呢？
我們可以使用clients找出當前所有連接中的客戶端 ，并通過回傳消息發送到每一個客戶端 中：
修改server.js如下:
... //當WebSocket從外部連接時執行 wss.on('connection', (ws) => { //連接時執行此 console 提示 console.log('Client connected'); - //固定發送最新消息給客戶端 - const sendNowTime = setInterval(() => { - ws.send(String(new Date())); - }, 1000); + //對message設置監聽，接收從客戶端發送的消息 + ws.on('message', (data) => { + //取得所有連接中的 客戶端 + let clients = wss.clients; + //循環，發送消息至每個客戶端 + clients.forEach((client) => { + client.send(data); + }); + }); //當WebSocket的連接關閉時執行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
這樣一來，不論在哪個客戶端發送消息，服務端都能將消息回傳到每個客戶端 ： 可以觀察下連接信息:
總結
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，希望大家可以把理論配合上面的實例進行消化，搭好服務端也可以直接使用測試工具好好玩耍一波
