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什么是WebSocket
定义
Websocket是一个持久化的网络通信协议，可以在单个 TCP 连接上进行全双工通讯，没有了Request和Response的概念，两者地位完全平等，连接一旦建立，客户端和服务端之间实时可以进行双向数据传输
关联和区别
- HTTP
- HTTP是非持久的协议，客户端想知道服务端的处理进度只能通过不停地使用
Ajax进行轮询或者采用long poll的方式来，但是前者对服务器压力大，后者则会因为一直等待Response造成阻塞 - 虽然http1.1默认开启了
keep-alive长连接保持了这个TCP通道使得在一个HTTP连接中，可以发送多个Request，接收多个Response，但是一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的，不能主动发起。 - websocket虽然是独立于HTTP的一种协议，但是websocket必须依赖 HTTP 协议进行一次
握手(在握手阶段是一样的)，握手成功后，数据就直接从 TCP通道传输，与 HTTP 无关了，可以用一张图理解两者有交集，但是并不是全部。
- socket
- socket也被称为
套接字，与HTTP和WebSocket不一样，socket不是协议，它是在程序层面上对传输层协议（可以主要理解为TCP/IP）的接口封装。可以理解为一个能够提供端对端的通信的调用接口（API） - 对于程序员而言，其需要在 A 端创建一个 socket 实例，并为这个实例提供其所要连接的 B 端的 IP 地址和端口号，而在 B 端创建另一个 socket 实例，并且绑定本地端口号来进行监听。当 A 和 B 建立连接后，双方就建立了一个端对端的 TCP 连接，从而可以进行双向通信。WebSocekt借鉴了 socket 的思想，为 client 和 server 之间提供了类似的双向通信机制
应用场景
WebSocket可以做弹幕、消息订阅、多玩家游戏、协同编辑、股票基金实时报价、视频会议、在线教育、聊天室等应用实时监听服务端变化
Websocket握手
- Websocket握手请求报文：
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
下面是与传统 HTTP 报文不同的地方：
Upgrade: websocket Connection: Upgrade
表示发起的是 WebSocket 协议
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key 是由浏览器随机生成的，验证是否可以进行Websocket通信，防止恶意或者无意的连接。
Sec_WebSocket-Protocol 是用户自定义的字符串，用来标识服务所需要的协议
Sec-WebSocket-Version 表示支持的 WebSocket 版本。
- 服务器响应：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat
101 响应码 表示要转换协议。
Connection: Upgrade 表示升级新协议请求。
Upgrade: websocket 表示升级为 WebSocket 协议。
Sec-WebSocket-Accept 是经过服务器确认，并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key。用来证明客户端和服务器之间能进行通信了。
Sec-WebSocket-Protocol 表示最终使用的协议。
至此，客户端和服务器握手成功建立了Websocket连接，HTTP已经完成它所有工作了，接下来就是完全按照Websocket协议进行通信了。
关于Websocket
WebSocket心跳
可能会有一些未知情况导致SOCKET断开，而客户端和服务端却不知道，需要客户端定时发送一个心跳 Ping 让服务端知道自己在线，而服务端也要回复一个心跳 Pong告诉客户端自己可用，否则视为断开
WebSocket状态
WebSocket 对象中的readyState属性有四种状态：
- 0: 表示正在连接
- 1: 表示连接成功，可以通信了
- 2: 表示连接正在关闭
- 3: 表示连接已经关闭，或者打开连接失败
WebSocket实践
服务端接收发送消息
WebSocket的服务端部分，本文会以Node.js搭建
安装express和负责处理WebSocket协议的ws：
npm install express ws
安装成功后的package.json:
接着在根目录创建server.js文件:
//引入express 和 ws const express = require('express'); const SocketServer = require('ws').Server; //指定开启的端口号 const PORT = 3000; // 创建express，绑定监听3000端口，且设定开启后在consol中提示 const server = express().listen(PORT, () => console.log(`Listening on ${PORT}`)); // 将express交给SocketServer开启WebSocket的服务 const wss = new SocketServer({ server }); //当 WebSocket 从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); // 对message设置监听，接收从客户端发送的消息 ws.on('message', (data) => { //data为客户端发送的消息，将消息原封不动返回回去 ws.send(data); }); // 当WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
执行node server.js启动服务，端口打开后会执行监听时间打印提示，说明服务启动成功
在开启WebSocket后，服务端会在message中监听，接收参数data捕获客户端发送的消息，然后使用send发送消息
客户端接收发送消息
分别在根目录创建index.html和index.js文件
- index.html
<html> <body> <script src="./index.js"></script> </body> </html>
- index.js
// 使用WebSocket的地址向服务端开启连接 let ws = new WebSocket('ws://localhost:3000'); // 开启后的动作，指定在连接后执行的事件 ws.onopen = () => { console.log('open connection'); }; // 接收服务端发送的消息 ws.onmessage = (event) => { console.log(event); }; // 指定在关闭后执行的事件 ws.onclose = () => { console.log('close connection'); };
上面的url就是本机node开启的服务地址，分别指定连接（onopen），关闭（onclose）和消息接收（onmessage）的执行事件，访问html，打印ws信息
打印了open connection说明连接成功，客户端会使用onmessage处理接收
其中event参数包含这次沟通的详细信息，从服务端回传的消息会在event的data属性中。
手动在控制台调用send发送消息，打印event回传信息:
服务端定时发送
上面是从客户端发送消息，服务端回传。我们也可以通过setInterval让服务端在固定时间发送消息给客户端:
server.js修改如下:
//当WebSocket从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); + //固定发送最新消息给客户端 + const sendNowTime = setInterval(() => { + ws.send(String(new Date())); + }, 1000); - //对message设置监听，接收从客户端发送的消息 - ws.on('message', (data) => { - //data为客户端发送的消息，将消息原封不动返回回去 - ws.send(data); - }); //当 WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
客户端连接后就会定时接收，直至我们关闭websocket服务
多人聊天
如果多个客户端连接按照上面的方式只会返回各自发送的消息，先注释服务端定时发送，开启两个窗口模拟：
如果我们要让客户端间消息共享，也同时接收到服务端回传的消息呢？
我们可以使用clients找出当前所有连接中的客户端 ，并通过回传消息发送到每一个客户端 中：
修改server.js如下:
... //当WebSocket从外部连接时执行 wss.on('connection', (ws) => { //连接时执行此 console 提示 console.log('Client connected'); - //固定发送最新消息给客户端 - const sendNowTime = setInterval(() => { - ws.send(String(new Date())); - }, 1000); + //对message设置监听，接收从客户端发送的消息 + ws.on('message', (data) => { + //取得所有连接中的 客户端 + let clients = wss.clients; + //循环，发送消息至每个客户端 + clients.forEach((client) => { + client.send(data); + }); + }); //当WebSocket的连接关闭时执行 ws.on('close', () => { console.log('Close connected'); }); });
这样一来，不论在哪个客户端发送消息，服务端都能将消息回传到每个客户端 ： 可以观察下连接信息:
总结
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，希望大家可以把理论配合上面的实例进行消化，搭好服务端也可以直接使用测试工具好好玩耍一波
