WebSocket全栈开发实战指南

全栈开发中的WebSocket技术探讨

WebSocket作为现代Web开发中的重要技术，解决了传统HTTP协议在实时通信中的局限性。全栈开发者需要深入理解其工作原理、应用场景以及常见问题的解决方案。

WebSocket与HTTP的区别

HTTP协议基于请求-响应模式，每次通信都需要建立新的连接。WebSocket在初次握手后保持持久连接，实现双向实时通信。HTTP头部的Upgrade: websocket字段标志着协议升级。

// HTTP升级为WebSocket的请求头
GET /chat HTTP/1.1
Host: example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

建立WebSocket连接的过程

客户端通过发送特殊HTTP请求发起WebSocket握手。服务器返回HTTP 101 Switching Protocols响应完成升级。此后通信帧格式转为二进制，包含操作码、掩码和数据负载。

// Node.js服务端示例
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  ws.on('message', (message) => {
    console.log(`Received: ${message}`);
    ws.send(`Echo: ${message}`);
  });
});

心跳机制与连接保持

长时间空闲连接可能被中间设备终止。通过定时发送Ping/Pong帧维持连接活性。浏览器API自动响应Pong帧，Node.js需手动实现。