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websocket双向通信协议

生命里那束光 2023-03-28 原文

一、什么是WebSocket

WebSocket 是HTML5 开始提供的一种在单个TCP 连接上进行全双工通讯的协议。
最大特点：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，属于双向平等对话。

  • 更深层次的解释就是WebSocket 是应用层第七层上的一个应用层协议，它必须依赖 HTTP 协议进行一次握手 ，握手成功后，数据就直接从 TCP 通道传输，与 HTTP 无关了。
  • 也就是说WebSocket 分为握手和数据传输阶段，即进行了HTTP握手 + 双工的TCP连接，当然还有关闭连接。

简而言之：WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

二、为什么需要 WebSocket ？

2.1、http存在的缺陷

计算机网络协议角度：HTTP 协议是一种无状态的、无连接的、单向的应用层协议。它采用了请求/响应模型。通信请求只能由客户端发起，服务端对请求做出应答处理。

这种通信模型有一个弊端：HTTP 协议无法实现服务器主动向客户端发起消息。(客户端要获知就非常麻烦)

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。

  • 大多数 Web 应用程序将通过频繁的异步JavaScript和XML（AJAX）请求实现长轮询。
  • 轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。
2.2、WebSocket解决缺陷

  • WebSocket 连接允许客户端和服务器之间进行全双工通信，以便任一方都可以通过建立的连接将数据推送到另一端。WebSocket 只需要建立一次连接，就可以一直保持连接状态。

  • 这相比于轮询方式的不停建立连接显然效率要大大提高。

三、WebSocket 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。
  6. 协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

四、WebSocket 协议内容

WebSocket 最新的协议是 13 RFC 6455。

协议主要包括两个部分：握手的规则、数据传输的方式及载体格式。

4.1、WS连接生命周期
4.2、WebSocket API

1、WebSocket 构造函数

WebSocket 对象作为一个构造函数，用于新建 WebSocket 实例。

var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

执行上面语句之后，客户端就会与服务器进行连接。

2、webSocket.readyState

readyState属性返回实例对象的当前状态，共有四种。

CONNECTING：值为0，表示正在连接。
OPEN：值为1，表示连接成功，可以通信了。
CLOSING：值为2，表示连接正在关闭。
CLOSED：值为3，表示连接已经关闭，或者打开连接失败。

五、WebSocket 应用场景

1、直播发弹幕、身份认证。2、社交订阅。3、多玩家游戏。4、协通编辑/编程。5、点击流数据。6、股票基金报价。7、体育实况更新。8、多媒体聊天。9、基于位置的应用。10、在线教育等。

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