HTML学习笔记(九) Web Socket

WebSocket 是一个建立在 TCP 之上进行全双工通讯的应用层协议

我们知道，HTTP 协议采用的是请求/响应模式，服务端是不能主动向客户端推送数据的

若要实现推送功能，一般都是采用 Ajax 轮询，但这样频繁的请求会给服务端带来极大的压力

WebSocket 协议就是为了解决这种类似的场景而出现的，它允许服务端可以主动向客户端推送数据

浏览器和服务器通过一次握手，就能在两者之间创建持续性的连接，进行双向数据传输，直至任意一方将其关闭

目前，基于 SHA 加密方式的握手协议是使用最为广泛的，具体的过程如下：

• 浏览器向服务器发起一个 HTTP 请求，但是这个请求与普通的请求不同，它会附加一些头部信息

• 服务器解析头部信息，返回一个响应，这样就能建立起 WebSocket 连接

一个典型的客户端请求如下：

GET ws://localhost:5000 HTTP/1.1
Host: localhost
Origin: http://localhost:5000
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: 随机字符串
Sec-WebSocket-Version: 13

• Connection：必须设置为 Upgrade，表示客户端希望升级协议
• Upgrade：必须设置为 websocket，表示希望将协议升级为 Websocket
• Sec-WebSocket-Key：随机字符串，与响应中 Sec-WebSocket-Accept 的值做对比验证

一个典型的服务端响应如下：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: 根据 Sec-WebSocket-Key 计算得到
Sec-WebSocket-Location: ws://localhost:5000

• Connection：如果值为 Upgrade，表示服务端同意升级协议

• Upgrade：如果值为 websocket，表示同意将协议升级为 Websocket

• Sec-WebSocket-Accept：经过服务器确认并加密的 Sec-WebSocket-Key

  将 Sec-WebSocket-Key 的值拼上一段特殊的字符串 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

  然后使用 SHA1 对这个字符串做哈希，再进行 Base64 编码后，才能得到 Sec-WebSocket-Accept 的值

在理解了原理之后，我们下面再来看一下具体要怎么使用 WebSocket

在客户端浏览器中，可以通过构造函数 WebSocket() 创建一个对象，该对象能提供使用 WebSocket 的相关 API

其中，参数 url 用于指定连接地址，参数 protocol 用于指定可接受的子协议

WebSocket(url, [protocol])

构造函数返回一个 WebSocket 对象，该对象常用的属性和方法如下：

• readyState：只读属性，表示连接状态

  0 表示连接尚未建立，1 表示连接已经建立，可以进行通信

  2 表示连接正在关闭，3 表示连接已经关闭，或者不能打开

• bufferedAmount：只读属性，在缓存中等待传输的字节数

• onopen：指定 open 事件的监听函数，在连接建立时触发

• onmessage：指定 message 事件的监听函数，在收到数据时触发

• onerror：指定 error 事件的监听函数，在发生错误时触发

• onclose：指定 close 事件的监听函数，在连接关闭时触发

• send()：发送数据

• close()：关闭连接

var ws = new WebSocket('ws://localhost:5000')

ws.onopen = function(event) { 
    console.log('open')
}

ws.onmessage = function(event) {
    console.log('message', event.data)
    ws.send('Goodbye')
    ws.close()
}

ws.onclose = function(event) {
	console.log('close')
}; 

ws.onerror = function(event) {
	console.log('error')
}

而对于服务器而言，WebSocket 只是一种协议而已，不同的语言和不同的框架会有不同的实现

下面我们以 Node.js 为例，写一个简单的 Demo

var express = require('express')
var expressWs = require('express-ws')

var app = express()

expressWs(app)

app.ws('/', function (ws, req){
    // ws:  WebSocket 实例
    // req：Request 实例
    ws.send('Hello')
    ws.on('message', function (msg) {
        console.log(msg)
    })
})

var server = app.listen(5000, '127.0.0.1', function() {
    console.log('server running at http://127.0.0.1:5000')
})

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