Web前端之WebSocket

WebSocket是HTML5提供的全双工通信协议,解决了HTTP的半双工和实时性问题。它允许服务器主动向客户端推送数据,广泛应用于实时交互场景,如聊天室。WebSocket的特点包括双向通信、TCP基础上的低延迟和良好的HTTP兼容性。使用WebSocket需要创建WebSocket对象,指定连接URL,通过其属性和事件进行通信。

什么是WebSocket?

  • WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。
  • 在 WebSocket API中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者就直接可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输。
  • websocket弥补了HTTP不支持长连接的特点。

了解双向通信

在WebSocket协议之前有三种实现双向通信的方式:轮询(polling)、长轮询(long-polling)和 iframe流(streaming)

  • 轮询:是客户端和服务器之间会一直进行连接,每隔一段时间就询问一次。而且每次发送请求都会有Http的Header,会很耗流量,也会消耗CPU的利用率。

  • 长轮询:是对轮询的改进版,客户端发送HTTP给服务器之后,看有没有新消息,如果没有新消息,就一直等待。当有新消息的时候,才会返回给客户端。- 优点:比 Polling 做了优化,有较好的时效性;

  • iframe流:方式是在页面中插入一个隐藏的iframe,利用其src属性在服务器和客户端之间创建一条长连接,服务器向iframe传输数据(通常是HTML,内有负责插入信息的javascript),来实时更新页面。

双向通信的优缺点

通信方式优点缺点
轮询实现简单,
无需做过多的更改
轮询的间隔过长,会导致用户不能及时接收到更新的数据; 轮询的间隔过短,会导致查询请求过多,增加服务器端的负担
长轮询比轮询做了优化,有较好的时效性保持连接会消耗资源;服务器没有返回有效数据,程序超时
iframe流消息能够实时到达;浏览器兼容好服务器维护一个长连接会增加开销;IE、chrome、Firefox会显示加载没有完成,图标会不停旋转

了解HTTP的局限性

iHTTP是半双工协议,也就是说,在同一时刻数据只能单向流动,客户端向服务器发送请求(单向的),然后服务器响应请求(单向的)。

  • 服务器不能主动推送数据给浏览器。这就会导致一些高级功能难以实现,诸如聊天室场景就没法实现。

WebSocket 的特点

  • 支持双向通信,实时性更强。
  • 建立在 TCP 协议之上,服务器端的实现比较容易。
  • 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。
  • 可以发送文本,也可以发送二进制数据。
  • 没有同源限制,客户端可以与任意服务器通信。
  • 协议标识符是ws(如果加密,则为wss),服务器网址就是 URL。
  • 减少通信量:只要建立起WebSocket连接,就希望一直保持连接状态。

WebSocket 的使用

创建 WebSocket 对象

var Socket = new WebSocket(url, [protocol] )

以上代码中的第一个参数 url, 指定连接的 URL。第二个参数 protocol 是可选的,指定了可接受的子协议。

WebSocket 的属性

属性描述
Socket.readyState只读属性 readyState 表示连接状态:0 - 表示连接尚未建立。1 - 表示连接已建立,可以进行通信。2 - 表示连接正在进行关闭。3 - 表示连接已经关闭或者连接不能打开。
Socket.bufferedAmount只读属性 bufferedAmount 已被 send() 放入正在队列中等待传输,但是还没有发出的 UTF-8 文本字节数

WebSocket的事件

事件事件处理程序描述
openSocket.onopen连接建立时触发
messageSocket.onmessage客户端接收服务端数据时触发
errorSocket.onerror通信发生错误时触发
closeSocket.onclose连接关闭时触发

WebSocket 方法

方法描述
Socket.send()使用连接发送数据
Socket.close()关闭连接

代码示例


               // 打开一个 web socket
               var ws = new WebSocket("ws://localhost:9998/echo");
                
               ws.onopen = function()
               {
                  // Web Socket 已连接上,使用 send() 方法发送数据
                  ws.send("发送数据");
                  alert("数据发送中...");
               };
                
               ws.onmessage = function (evt) 
               { 
                  var received_msg = evt.data;
                  alert("数据已接收...");
               };
                
               ws.onclose = function()
               { 
                  // 关闭 websocket
                  alert("连接已关闭..."); 
               };
            }
            
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