WebSocket是什么原理?

发布网友发布时间：2022-05-12 04:21

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懂视网时间：2022-05-12 08:43

1.WebSocket通信基础知识

WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。使用ws或wss协议，是下一代客户端-服务器的异步通信方法。

在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要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。

现在，很多网站为了实现即时通讯(real-time)，所用的技术都是轮询(polling)。轮询是在特定的的时间间隔(time interval)（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP request，然后由服务器返回最新的数据给客服端的浏览器。这种传统的HTTP request d的模式带来很明显的缺点 – 浏览器需要不断的向服务器发出请求(request)，然而HTTP request 的header是非常长的，里面包含的数据可能只是一个很小的值，这样会占用很多的带宽。

而最比较新的技术去做轮询的效果是Comet – 用了AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信，但依然需要发出请求(reuqest)。

这里写图片描述

在 WebSocket API，浏览器和服务器只需要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，为我们实现即使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

服务器可以主动传送数据给客户端，只要客户端打开的socket与服务器建立连接后，就可以把数据推送到这个socket上，从被动转为主动。

WebSocket并不限于以Ajax(或XHR)方式通信，因为Ajax技术需要客户端发起请求，而WebSocket服务器和客户端可以彼此相互推送信息；XHR受到域的限制，而WebSocket允许跨域通信。
Ajax技术很聪明的一点是没有设计要使用的方式。WebSocket为指定目标创建，用于双向推送消息。

2、HTML5 WebSockets API

WebSocket对象

WebSocket在DOM中是window对象的子对象，它具有：

WebSocket(url)构造函数。

readyState。只读属性，其值可以是CONNECTING（0），OPEN（1），CLOSED（3）。

boolean send(in DOMString data)

void close()两个方法，分别用于发送消息和关闭WebSocket连接

onopen, onmessage, 和onclosee三个事件属性，分别对open, message和close三个WebSocket事件。

1、浏览器支持情况检测

检测浏览器支持情况

function loadDemo() { 
 if (window.WebSocket) { 
 //supported 
 } else { 
 // not supported 
 } 
}

2、WebSocket对象的创建和服务器连接

要连接通信端点，只需要创建一个新的WebSocket实例，并提供希望连接的对端URL。ws://和wss://前缀分别表示WebSocket连接和安全的WebSocket连接。

url = "ws://localhost:8080/echo"; w = new WebSocket(url);

建立WebSocket连接时，可以列出Web应用能够使用的协议。WebSocket构造函数的第二个参数既可以是字符串，也可以是字符串组。

w = new WebSocket(url, ["proto1", "proto2"]);

假设proto1和proto2是定义明确、可能已注册且标准化的协议名称，它们能够同时为客户端和服务器端所理解。服务器会从列表中选择首选协议。

onopen = function(e) { 
 //确定服务器选择的协议 
 log(e.target.protocol); 
}

3、添加事件监听器

WebSocket编程遵循异步编程模型；打开socket后，只需等待事件发生，而不需要主动向服务器轮询，所以需要在WebSocket对象中添加回调函数来监听事件。
WebSocket对象有三个事件：open、close和message对应有三个事件监听器onopen,onmessage,onclose来处理连接的生命周期的每个阶段,当然还可以是onerror来监听错误，如以下示例所示。

w.onopen = function() { 
 log("open"); 
 w.send("send message"); 
} 
w.onmessage = function(e) { 
 log(e.data); 
} 
w.onclose = function(e) { 
 log("closed"); 
} 
w.onerror = function(e) { 
 log("error"); 
}

4、发送消息

当socket处于打开状态（即onopen之后，onclose之前），可以用send方法来发送消息。消息发送完，可以调用close方法来终止连接，也可以不这么做，让其保持打开状态。

w.send();

你可能想测算在调用Send()函数之前，有多少数据备份在发送缓冲区中。bufferAmount属性表示已在WebSocket上发送但尚未写入网络的字节数。它对于调节发送速率很有用。

document.getElementById("sendButton").onclick = function() { 
 if (w.bufferedAmount < bufferThreshold) { 
 w.send(document.getElementById("inputMessage").value); 
 } 
}

WebSocket API支持以二进制数据的形式发送Blob和ArrayBuffer实例

var a = new Uint8Array([8, 6, 7, 5, 3, 0, 9]); 
w.send(a.buffer);

常量-readyState属性

这些常量是readyState属性的取值，可以用来描述WebSocket连接的状态。

Constant	Value	Description
CONNECTING	0	连接还没开启。
OPEN	1	连接已开启并准备好进行通信。
CLOSING	2	连接正在关闭的过程中。
CLOSED	3	连接已经关闭，或者连接无法建立。

3.实例

<!DOCTYPE html><html><head>
 <title>webSocket实例</title></head><body>
 <h2>webSocket实例</h2>
 <input type="text" id="text">
 <button type="" id="connect" onclick="connect()">建立连接</button>
 <button type="" id="send" onclick="send()">发送数据</button>
 <button type="" id="disconnect" onclick="disconnect()">断开连接</button>
 <p id="message"></p>
 <script type="text/javascript">
 var socket; var readyState = ["正在连接","已经连接","正在断开","已经断开"]; var message = document.getElementById('message'); function connect(){

  try{  var url = 'ws:localhost/test';
  socket = new webSocket(url);
  message.innerHTML += "<p>socket状态：" +readyState[socket.readyState]+"</p>";
  socket.onopen = function(){
   message.innerHTML += "<p>socket状态：" +readyState[socket.readyState]+"</p>";
  }
  socket.onmessage = function(msg){
   message.innerHTML += "<p>socket状态：" +readyState[socket.readyState]+'<br>'+ "接收数据" + msg.data +"</p>";
  }
  socket.onclose = function(){
   message.innerHTML += "<p>socket状态：" +readyState[socket.readyState]+"</p>";
  }
  }catch(exception){  // socket.onerror = function(){
   message.innerHTML += "<p>发生错误！"+"</p>";  // }
  }
 } function send(){
  var text = document.getElementById('text').value;  try{
  socket.send(text);
  message.innerHTML += "<p>发送数据：" + text +"</p>";
  }catch(exception){
  message.innerHTML += "<p>发送数据出错</p>";
  }
 } function disconnect(){
  socket.close();
 } </script></body></html>