websocket协议-web-ArcherWong博客

websocket协议

作者：ArcherWong
分类：web
时间：2019-01-04 10:38:34
阅读：681

[TOC]

# 1. websocket协议

WebSocket协议提供一个供TCP连接进行双向通讯的机制，基于TCP传输协议，并复用HTTP的握手通道。

# 2. 长连接，轮询，长轮询，websocket的前世今生

我们可能经常会听到长连接，轮询，长轮询，websocket这几个概念，并且可能对他们的区别有些模糊

## 2.1 websocket与http的关系

他和http的协议就如同下面的关系，有共用的部分，但不是一个东西。Websocket其实是一个新协议，跟HTTP协议不同，为了兼容现有浏览器的握手规范，借用了HTTP的协议来完成一部分握手，所以他们在握手阶段是基本一样的。

![](http://markdown.archerwong.cn/2018-12-18-08-16-09_1.jpg)

## 2.2 长连接

在我们的认识下，http协议中，Request = Response，也就是说一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的，不能主动发起。

每一个请求开始后都会经历握手的过程，握手结束后开始传输数据，显然这样的效率不高，所有聪明的开发者们想到了，可不可以在一次握手结束后，发送多个请求，并接收多个请求，keep-alive应运而生。HTTP有1.1和1.0之说，http1.1一个比较重要的方面就是增加了keep-alive，HTTP1.1的连接默认使用持续连接。

## 2.3 轮询

轮询 的原理非常简单，让浏览器隔个几秒就发送一次请求，询问服务器是否有新信息。

场景再现：

客户端：.有没有新信息(Request)

服务端：没有.（Response）

客户端：..有没有新信息(Request)

服务端：没有..（Response）

客户端：...有没有新信息(Request)

服务端：有消息，告诉你，今天要下雨...（Response）

客户端：...有没有新消息(Request)

服务端：没有..（Response）

。。。。。。

---- loop

很明显这样的方式，轮询就会造成对网络和通信双方的资源的浪费，且非实时

## 2.4 长轮询

长轮询其实原理跟轮询差不多，都是采用轮询的方式，不过采取的是阻塞模型，客户端发起连接后，如果没消息，就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回，返回完之后，客户端再次建立连接，周而复始。

场景再现

客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request）

服务端：额。。 等待到有消息的时候。。来 给你（Response）

客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request）

。。。。

----loop

相比于轮询，这种方式网络带宽占用少了，但是本质上都体现了服务器的被动型，只有请求过来，才能回答，不能主动与客户端沟通。

## 2.5 websocket

相对于http协议，websocket协议在握手阶段结束，建立起连接后，双方通讯会一直保持，并且客户端和服务端任何一方都可以主动向对方发送新消息，并且另一端通过监听onXXX事件可以收到这个信息。

# 3. websocket的详细介绍

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（full-duplex）的通信。

其他特点包括：

（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。

WS协议有两部分组成：握手和数据传输。

## 3.1 websocket握手阶段

这就是我们所了解的TCP三次握手，重温下这个经典的瞬间。。。

![](http://markdown.archerwong.cn/2018-12-18-08-16-14_clipboard.png)

下面是我截取的一个websocket请求

![](http://markdown.archerwong.cn/2018-12-18-08-16-17_2.png)

通过上图可以看到和http的请求响应很像，

请求头中，这里需要注意几个域，有一个 HTTP 头是Upgrade。HTTP1.1 协议规定，Upgrade表示将通信协议从HTTP/1.1转向该字段指定的协议。Connection字段表示浏览器通知服务器，如果可以的话，就升级到 WebSocket 协议。Origin字段用于提供请求发出的域名，供服务器验证是否许可的范围内（服务器也可以不验证）。Sec-WebSocket-Key则是用于握手协议的密钥，是 Base64 编码的16字节随机字符串。

响应头中，服务器同样用Connection字段通知浏览器，需要改变协议。Sec-WebSocket-Accept字段是服务器在浏览器提供的Sec-WebSocket-Key字符串后面，添加“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”字符串，然后再取 SHA-1 的哈希值。浏览器将对这个值进行验证，以证明确实是目标服务器回应了 WebSocket 请求。

## 3.2 数据传输

看一下客户端的简单实例

```
var ws = new WebSocket('wss://echo.websocket.org');

ws.onopen = function(evt) {
  console.log('Connection open ...');
  ws.send('Hello WebSockets!');
};

ws.onmessage = function(evt) {
  console.log('Received Message: ' + evt.data);
  ws.close();
};

ws.onclose = function(evt) {
  console.log('Connection closed.');
};
```

代码比较简单，也容易理解，就是几个回调函数。同样服务端也要实现监听事件，这样双方就可以通讯了。需要注意的是，websocket不仅可以发送text类型数据，还可以发送二进制数据，如果有需要，on message 的时候可以进行下判断。

# 参考资料

https://www.zhihu.com/question/20215561
http://javascript.ruanyifeng.com/htmlapi/websocket.html#toc0

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