websocket协议

本文摘自:http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html

一、初识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。

 

二、websocket的特点

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

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

 

三、客户端的简单示例

WebSocket 的用法相当简单。

下面是一个网页脚本的例子,基本上一眼就能明白。


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.");
};      

四、客户端的 API

WebSocket 客户端的 API 如下。

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。

下面是一个示例。


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.bufferedAmount

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、服务端的实现

WebSocket 服务器的实现,可以查看维基百科的列表

常用的 Node 实现有以下三种。

具体的用法请查看它们的文档,这里不详细介绍了。

六、WebSocketd

下面,我要推荐一款非常特别的 WebSocket 服务器:Websocketd

它的最大特点,就是后台脚本不限语言,标准输入(stdin)就是 WebSocket 的输入,标准输出(stdout)就是 WebSocket 的输出。

举例来说,下面是一个 Bash 脚本counter.sh


#!/bin/bash

echo 1
sleep 1

echo 2
sleep 1

echo 3

命令行下运行这个脚本,会输出1、2、3,每个值之间间隔1秒。


$ bash ./counter.sh
1
2
3

现在,启动websocketd,指定这个脚本作为服务。


$ websocketd --port=8080 bash ./counter.sh

上面的命令会启动一个 WebSocket 服务器,端口是8080。每当客户端连接这个服务器,就会执行counter.sh脚本,并将它的输出推送给客户端。


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

ws.onmessage = function(event) {
  console.log(event.data);
};

上面是客户端的 JavaScript 代码,运行之后会在控制台依次输出1、2、3。

有了它,就可以很方便地将命令行的输出,发给浏览器。


$ websocketd --port=8080 ls

上面的命令会执行ls命令,从而将当前目录的内容,发给浏览器。使用这种方式实时监控服务器,简直是轻而易举(代码)。

更多的用法可以参考官方示例

websocketd 的实质,就是命令行的 WebSocket 代理。只要命令行可以执行的程序,都可以通过它与浏览器进行 WebSocket 通信。下面是一个 Node 实现的回声服务greeter.js


process.stdin.setEncoding('utf8');

process.stdin.on('readable', function() {
  var chunk = process.stdin.read();
  if (chunk !== null) {
    process.stdout.write('data: ' + chunk);
  }
});

 

ps:附上学习总结

 1     1.偏函数
 2         from functools import partial
 3         
 4         def func(num: int, anda, andb=1):
 5             return num ** 2 + anda + andb
 6             
 7         new_func = partial(func, 10) 
 8         print(new_func(1,10))
 9         
10         
11     one
12     用户名 = jinwangba
13     密码 = yinwangba
14     request = from{username:jinwangba}
15     
16     time.sleep(15) -- 5
17     request = from{username:jinwangba1}
18     
19     if req.jinwangba req.yinwangba
20         jinwangba1
21     
22     
23     
24     two
25     用户名 = jinwangba1
26     密码 = yinwangba1
27     request = from{username:jinwangba1}
28     time.sleep(15) -- 10
29     
30     
31     
32     
33     HTTP 1.1 / GET\r\nasdfasdfasdf\r\n\r\nreqbody
34     
35     
36     
37     2.websocket
38         socket HTTP 
39         1.轮询:
40             客户端向服务端发起一个请求
41             服务端没消息
42             客户端向服务端发起一个请求
43             服务端没消息
44             客户端向服务端发起一个请求
45             服务端终于有消息了,我都快累死了
46             客户端你以为我不累啊
47             
48             优点:数据的实时性
49             缺点:前后端资源浪费严重,带宽网络资源 6kb/s 10bytes 
50                         
51         
52         2.长轮询:
53             loop 154             客户端向服务端发起一个请求
55             服务端没消息保存你的连接不断开,并不返回等待消息,等有消息给你返回
56             客户端等待…
57             服务器说我累了,我不想给你看着了,主动关闭连接
58             客户端说怎么可以给我断掉,于是再次发起请求
59             goto 1
60             
61             优点:释放前端资源,资源回收,节省带宽
62             缺点:不能严谨的保证数据实时性,服务器资源占用比较严重
63         
64             
65         以上两种方式的不足:服务端无法主动向客户端发起消息
66         
67         3.websocket:
68             即时通讯的福音:
69             客户端向服务端发起握手信息
70             服务端校验客户端属性并建立websocket
71             客户端和服务端建立通讯连接
72             客户端发发发发发发
73             服务端收收收收
74             服务端发发发发发发
75             
76             等待:
77             当前建立的websocket连接 实际上是被监听的 
78             客户端监听 
79             服务端监听 
80             
81             客户端 浏览器
82             服务器 websocket
83             基于Flask实现websocket 
84             
View Code

 

启动这个脚本的命令如下。


$ websocketd --port=8080 node ./greeter.js

posted @ 2018-10-30 23:16  Roc_Atlantis  阅读(245)  评论(0编辑  收藏  举报