Web WebSocket编程

矫情吗；* 2022-05-31 02:22 155阅读 0赞

## 1.为什么需要WebSocket ##

初次接触 WebSocket 的人，都会问同样的问题：我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？  
答案很简单，因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。  
举例来说，我们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。

![这里写图片描述][bg2017051507.jpg]

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。我们只能使用”轮询”：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。  
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）。因此，工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的。

## 2. WebSocket简介 ##

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。  
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。

![这里写图片描述][bg2017051502.png]

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

ws://example.com:80/some/path

![这里写图片描述][bg2017051503.jpg]

## 3.客户端简单实例 ##

WebSocket 的用法相当简单。  
下面是一个网页脚本的例子

## 4.客户端API ##

### 4.1 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。

### 4.2 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。

switch (ws.readyState) {
      case WebSocket.CONNECTING:
        // do something
        break;
      case WebSocket.OPEN:
        // do something
        break;
      case WebSocket.CLOSING:
        // do something
        break;
      case WebSocket.CLOSED:
        // do something
        break;
      default:
        // this never happens
        break;
    }

### 4.3 webSocket.onopen ###

实例对象的onopen属性，用于指定连接成功后的回调函数。

ws.onopen = function () { 
      ws.send('Hello Server!');
    }

如果要指定多个回调函数，可以使用addEventListener方法。

ws.addEventListener('open', function (event) { 
      ws.send('Hello Server!');
    });

### 4.4 webSocket.onclose ###

实例对象的onclose属性，用于指定连接关闭后的回调函数。

ws.onclose = function(event) {
      var code = event.code;
      var reason = event.reason;
      var wasClean = event.wasClean;
      // handle close event
    };
    
    ws.addEventListener("close", function(event) {
      var code = event.code;
      var reason = event.reason;
      var wasClean = event.wasClean;
      // handle close event
    });

### 4.5 webSocket.onmessage ###

实例对象的onmessage属性，用于指定收到服务器数据后的回调函数。

ws.onmessage = function(event) { 
      var data = event.data;
      // 处理数据
    };
    
    ws.addEventListener("message", function(event) { 
      var data = event.data;
      // 处理数据
    });

注意，服务器数据可能是文本，也可能是二进制数据（blob对象或Arraybuffer对象）

ws.onmessage = function(event){ 
      if(typeof event.data === String) {
        console.log("Received data string");
      }
    
      if(event.data instanceof ArrayBuffer){
        var buffer = event.data;
        console.log("Received arraybuffer");
      }
    }

除了动态判断收到的数据类型，也可以使用binaryType属性，显式指定收到的二进制数据类型。

// 收到的是 blob 数据
    ws.binaryType = "blob";
    ws.onmessage = function(e) {
      console.log(e.data.size);
    };
    
    // 收到的是 ArrayBuffer 数据
    ws.binaryType = "arraybuffer";
    ws.onmessage = function(e) {
      console.log(e.data.byteLength);
    };

### 4.6 webSocket.send ###

实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。  
发送文本的例子

ws.send('your message');

发送 Blob 对象的例子。

var file = document
      .querySelector('input[type="file"]')
      .files[0];
    ws.send(file);

发送 ArrayBuffer 对象的例子。

// Sending canvas ImageData as ArrayBuffer
    var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
    var binary = new Uint8Array(img.data.length);
    for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
      binary[i] = img.data[i];
    }
    ws.send(binary.buffer);

### 4.7 webSocket.bufferedAccount ###

实例对象的bufferedAmount属性，表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。

var data = new ArrayBuffer(10000000);
    socket.send(data);
    
    if (socket.bufferedAmount === 0) {
      // 发送完毕
    } else {
      // 发送还没结束
    }

### 4.8 webSocket.onerror ###

实例对象的onerror属性，用于指定报错时的回调函数。

socket.onerror = function(event) { 
      // handle error event
    };
    
    socket.addEventListener("error", function(event) { 
      // handle error event
    });

## 五.服务端实现 ##

*  [uWebSockets][]
 *  [Socket.IO][]
 *  [WebSocket-Node][]

ps:  
一个基于netty实现的demo  
[https://gitee.com/heqianqian/netty-server][https_gitee.com_heqianqian_netty-server]

[bg2017051507.jpg]: http://www.ruanyifeng.com/blogimg/asset/2017/bg2017051507.jpg
[bg2017051502.png]: http://www.ruanyifeng.com/blogimg/asset/2017/bg2017051502.png
[bg2017051503.jpg]: http://www.ruanyifeng.com/blogimg/asset/2017/bg2017051503.jpg
[uWebSockets]: https://github.com/uWebSockets/uWebSockets
[Socket.IO]: https://socket.io/
[WebSocket-Node]: https://github.com/theturtle32/WebSocket-Node
[https_gitee.com_heqianqian_netty-server]: https://gitee.com/heqianqian/netty-server