WebSocket 知识

WebSocket协议作为HTML5的一部分,实现了浏览器与服务器之间的全双工通信。它通过简单的握手过程建立连接,并允许服务器主动推送数据到客户端。WebSocket的优势在于其高效的数据交换方式和服务器推送功能。

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WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信(full-duplex)。一开始的握手需要借助HTTP请求完成。

优    点:服务器可以主动传送数据给客户端

功    能:实现了浏览器与服务器全双工通信

在 WebSocket API,浏览器和服务器只需要做一个握手的动作,然后,浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。在此WebSocket 协议中,为我们实现即时服务带来了两大好处:
1. Header
互相沟通的Header是很小的-大概只有 2 Bytes
2. Server Push
服务器的推送,服务器不再被动的接收到浏览器的request之后才返回数据,而是在有新数据时就主动推送给浏览器。

在实现websocket连线过程中,需要通过浏览器发出websocket连线请求,然后服务器发出回应,这个过程通常称为“握手” (handshaking)。
PS1:握手协议在后期的版本中,会标明版本编号,下面的例子属于早期的协定之一,对于新版的 chrome 和 Firefox 皆不适用。
PS2:后期的版本大多属于功能上的扩充,例如使用第7版的握手协议同样也适用于第8版的握手协议。

例子:
浏览器请求
GET /webfin/websocket/ HTTP/1.1
  Host: localhost
  Upgrade: websocket
 Connection: Upgrade
  Sec-WebSocket-Key: xqBt3ImNzJbYqRINxEFlkg==
  Origin: http://服务器地址
  Sec-WebSocket-Version: 13
服务器回应
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
  Upgrade: websocket
  Connection: Upgrade
  Sec-WebSocket-Accept: K7DJLdLooIwIG/MOpvWFB3y3FE8=




<think>好的,我现在需要帮助用户了解WebSocket的相关知识点和详细信息。首先,我需要回顾用户提供的引用内容,确定哪些信息是相关的,并确保正确引用。 用户提供了三个引用,分别是关于WebSocket的兼容性和替代方案、方法和属性,以及API。我应该将这些内容整合到回答中,并在适当的位置添加引用标识。同时,根据用户的系统级指令,需要生成相关问题,并确保使用正确的中文回答和LaTeX格式。 首先,我需要整理WebSocket的基本概念,包括它的定义、特点以及与HTTP的区别。这部分需要简明扼要,适合用户快速理解。然后,根据引用2和3,详细说明WebSocket的原型方法和属性,比如WebSocket构造函数、事件和方法。每个部分需要结合引用,例如在提到方法和属性时引用[^2],提到API时引用[^3]。 接下来,需要讨论WebSocket的兼容性和替代方案,这里引用[^1]的内容。兼容性部分可以列出支持的浏览器版本,替代方案如轮询、长轮询和SSE。同时,要提到使用场景,比如实时通信应用,这也是用户可能关心的应用实例。 在安全性和优化部分,需要加入SSL/TLS加密和心跳机制,这些都是实际使用中需要注意的点。这部分可能需要结合通用知识,但如果没有直接引用来源,可能需要避免添加引用标识,但用户提供的引用中没有相关部分,所以需要确认是否有遗漏。 然后,生成相关问题。问题应该覆盖基本概念、协议细节、安全优化、兼容性替代方案和应用场景,确保覆盖用户可能感兴趣的各个方面。例如,如何建立连接,握手过程,与HTTP的区别,优化方法,适用场景等。 最后,检查LaTeX格式是否正确,所有行内数学表达式使用$...$,独立公式使用$$...$$。不过,在WebSocket的内容中可能较少涉及数学公式,但如果有相关技术参数如状态码,可能需要使用行内代码块而非LaTeX。需要确保没有违反格式规则。 另外,回答结构要清晰,分点说明,帮助用户逐步理解。每个主要部分使用标题,子项使用列表,代码示例用代码块。同时,用户要求尽量保证回答真实可靠,因此需要确保引用的信息准确,并且引用标识正确对应。 现在,开始组织内容: 1. 概述WebSocket,定义和特点,与HTTP对比。 2. 关键知识点:握手过程、协议方法属性(引用2和3)、数据帧。 3. 兼容性和替代方案(引用1)。 4. 安全性和优化。 5. 应用场景。 6. 示例代码。 7. 相关问题。 在代码示例部分,需要提供一个简单的WebSocket连接代码,如JavaScript示例,因为这是最常见的应用场景。确保代码正确,并注释说明各部分功能。 检查每个引用是否恰当,例如在提到方法和属性时引用[^3],兼容性部分引用[^1]。 最后,生成相关问题,确保覆盖各个方面,问题数量在3-5个之间,符合示例中的结构。 可能还需要注意,用户提供的引用中有提到HTML5提出WebSocket,因此在概述部分需要提及这一点,并引用。 现在,将这些思路整合成一个结构化的回答,确保符合所有用户的要求。</think>### WebSocket 知识点详解 #### 1. **概述** WebSocket 是 HTML5 提出的一种**全双工通信协议**,允许客户端和服务端建立持久连接,实现双向实时数据传输[^2]。与 HTTP 的“请求-响应”模式不同,WebSocket 连接一旦建立,双方可随时主动发送数据,避免了频繁的轮询开销。 **与 HTTP 的主要区别**: - **连接方式**:HTTP 短连接,WebSocket 长连接。 - **通信模式**:HTTP 单向(客户端发起),WebSocket 双向。 - **协议头**:WebSocket 使用 `ws://` 或 `wss://`(加密),HTTP 使用 `http://` 或 `https://`。 --- #### 2. **关键知识点** ##### **握手过程** WebSocket 通过 HTTP 协议升级实现连接。客户端发送升级请求头: ```http GET /chat HTTP/1.1 Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== ``` 服务端响应状态码 `101 Switching Protocols` 完成握手。 ##### **WebSocket 对象方法与属性** - **构造函数**:`new WebSocket(url)` - **事件**: - `onopen`:连接建立时触发。 - `onmessage`:接收到消息时触发。 - `onerror`:发生错误时触发。 - `onclose`:连接关闭时触发。 - **方法**: - `send(data)`:发送数据(支持字符串、`ArrayBuffer` 等格式)。 - `close(code, reason)`:关闭连接。 ##### **数据帧格式** WebSocket 数据帧包含以下关键字段: - **FIN**:标识是否为消息的最后一帧。 - **Opcode**:数据类型(如 `0x1` 表示文本,`0x2` 表示二进制)。 - **Payload length**:数据长度。 - **Masking-key**(仅客户端发送):掩码密钥。 --- #### 3. **兼容性与替代方案** - **兼容性**:支持主流浏览器(Chrome ≥ 4、Firefox ≥ 11、Safari ≥ 5)。 - **替代方案**: - **短轮询(Polling)**:定时发送 HTTP 请求。 - **长轮询(Long Polling)**:服务端延迟响应直至有数据。 - **SSE(Server-Sent Events)**:服务端单向推送(仅文本)。 --- #### 4. **安全性与优化** - **加密**:使用 `wss://` 协议通过 SSL/TLS 加密传输。 - **心跳机制**:定时发送 Ping/Pong 帧检测连接状态。 - **数据压缩**:通过 `Sec-WebSocket-Extensions` 头协商压缩算法。 --- #### 5. **应用场景** - 实时聊天、在线协作工具。 - 股票行情、游戏状态同步。 - 物联网设备监控。 --- #### 6. **示例代码(JavaScript)** ```javascript // 客户端代码 const socket = new WebSocket('wss://example.com/chat'); socket.onopen = () => { socket.send('Hello Server!'); }; socket.onmessage = (event) => { console.log('Received:', event.data); }; socket.onclose = () => { console.log('Connection closed'); }; ``` --- ###
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