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..."); 
               };
            }
            
### 回答1: 前端可以使用 WebSocket API 来实现 WebSocket 通信。具体步骤如下: 1. 创建 WebSocket 对象:使用 `new WebSocket(url)` 方法创建一个 WebSocket 对象,其中 `url` 是 WebSocket 服务器的地址。 2. 监听事件:WebSocket 对象提供了多种事件,如 `onopen`、`onmessage`、`onerror` 和 `onclose` 等。可以通过监听这些事件来处理 WebSocket 的状态和收发数据。 3. 发送消息:使用 `WebSocket.send(data)` 方法向服务器发送消息,其中 `data` 是要发送的数据。 4. 关闭连接:使用 `WebSocket.close()` 方法关闭连接。 下面是一个简单的示例代码: ```javascript // 创建 WebSocket 对象 const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080'); // 监听事件 socket.onopen = function() { console.log('WebSocket 连接已建立'); }; socket.onmessage = function(event) { console.log('收到服务器消息:', event.data); }; socket.onerror = function(error) { console.error('WebSocket 错误:', error); }; socket.onclose = function(event) { console.log('WebSocket 连接已关闭'); }; // 发送消息 socket.send('Hello, WebSocket!'); // 关闭连接 socket.close(); ``` ### 回答2: 前端使用WebSocket是一种通过HTTP协议建立的双向通信技术,它可以实现实时的数据传输和接收。前端通过WebSocket与服务器建立连接后,可以发送和接收数据,实现实时更新和交互。 首先,前端需要使用JavaScript中的WebSocket API进行WebSocket的连接,通过WebSocket构造函数可以创建WebSocket对象。在创建WebSocket对象时,需要传入服务器的URL作为参数,指定服务器的地址。 一旦连接建立,前端可以通过WebSocket对象的send方法向服务器发送数据。服务器收到前端发送的数据后,可以处理并给前端返回数据。前端通过WebSocket对象的onmessage事件来监听服务器返回的数据,在收到数据后可以对数据进行处理和展示。 除了发送和接收数据,前端还可以监听WebSocket连接的状态。WebSocket对象有一个readyState属性,可以判断连接的状态,常用的状态有OPEN,CLOSED等。 前端通过WebSocket技术可以实现一些实时性要求较高的功能,比如实时聊天、实时数据展示等。相比传统的HTTP请求和响应模式,WebSocket可以减少不必要的网络延迟和请求开销,提供更好的用户体验。 总而言之,前端使用WebSocket可以在浏览器和服务器之间建立实时的双向通信,通过发送和接收数据,实现实时的更新和交互。这为前端开发提供了更多的可能性,使得Web应用可以更加灵活和实用。 ### 回答3: 前端使用WebSocket是一种实时通信的网络协议,它能够在浏览器和服务器之间建立一个持久的连接,实现双向的即时通信。 传统的网页通信是基于HTTP协议,即浏览器向服务器发送请求,服务器返回响应,这种通信模式无法实现服务器主动向浏览器推送数据。而WebSocket能够解决这个问题,它允许服务器和客户端之间建立一个双向的通信通道,实现实时数据传输。 前端使用WebSocket的步骤如下: 1. 创建WebSocket对象:在浏览器中,我们可以通过JavaScript的`new WebSocket(url)`来创建一个WebSocket对象,其中url是服务器的地址。 2. 监听事件:WebSocket对象有多个事件用于监听不同的状态或数据。常用的事件有`onopen`、`onmessage`、`onclose`和`onerror`。`onopen`事件在连接建立时触发,`onmessage`事件在接收到服务器发送的数据时触发,`onclose`事件在连接关闭时触发,`onerror`事件在遇到错误时触发。 3. 发送和接收数据:可以通过WebSocket对象的`send()`方法向服务器发送数据,服务器通过`onmessage`事件接收到数据后可以进行相应处理,并通过`send()`方法向客户端发送数据。 4. 关闭连接:连接不再需要时,可以通过WebSocket对象的`close()`方法手动关闭连接。 前端使用WebSocket可以实现很多实时性要求较高的功能,例如在线聊天、实时协作、实时数据展示等。它相比于传统的轮询方式,能够减少服务器的压力,提高系统的响应速度。但需要注意的是,由于WebSocket是一种新的协议,不是所有浏览器都支持,因此在使用时需要考虑兼容性问题。
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