• Websocket——Websocket原理


    偶然在知乎上看到一篇回帖,瞬间认为之前看的那么多资料都不及这一篇回帖让我对 websocket 的认识深刻有木有。所以转到我博客里,分享一下。比較喜欢看这样的博客,读起来非常轻松。不枯燥,没有布道师的阵仗,纯粹为分享。

    废话这么多了,最后再赞一个~


    一、websocket与http


    WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系。但HTTP是不支持持久连接的(长连接,循环连接的不算)


    首先HTTP有 1.1 和 1.0 之说,也就是所谓的 keep-alive ,把多个HTTP请求合并为一个,可是 Websocket 事实上是一个新协议。跟HTTP协议基本没有关系,仅仅是为了兼容现有浏览器的握手规范而已。也就是说它是HTTP协议上的一种补充能够通过这样一张图理解






    有交集,可是并非所有。


    另外Html5是指的一系列新的API,或者说新规范。新技术。Http协议本身仅仅有1.0和1.1,并且跟Html本身没有直接关系。。

    通俗来说,你能够用HTTP协议传输非Html数据,就是这样=。=


    再简单来说,层级不一样。


    二、Websocket是什么样的协议。详细有什么长处


    首先,Websocket是一个持久化的协议。相对于HTTP这样的非持久的协议来说。简单的举个样例吧,用眼下应用比較广泛的PHP生命周期来解释。


    HTTP的生命周期通过 Request 来界定,也就是一个 Request 一个 Response ,那么在 HTTP1.0 中,这次HTTP请求就结束了。


    在HTTP1.1中进行了改进,使得有一个keep-alive,也就是说,在一个HTTP连接中,能够发送多个Request。接收多个Response。

    可是请记住 Request = Response , 在HTTP中永远是这样,也就是说一个request仅仅能有一个response。并且这个response也是被动的,不能主动发起。




    教练。你BB了这么多,跟Websocket有什么关系呢?_(з」∠)_好吧。我正准备说Websocket呢。




    首先Websocket是基于HTTP协议的,或者说借用了HTTP的协议来完毕一部分握手。




    首先我们来看个典型的 Websocket 握手(借用Wikipedia的。。)

    GET chat HTTP1.1
    Host server.example.com
    Upgrade websocket
    Connection Upgrade
    Sec-WebSocket-Key x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
    Sec-WebSocket-Protocol chat, superchat
    Sec-WebSocket-Version 13
    Origin httpexample.com


    熟悉HTTP的童鞋可能发现了,这段类似HTTP协议的握手请求中,多了几个东西。

    我会顺便解说下作用。

    Upgrade websocket
    Connection Upgrade


    这个就是Websocket的核心了。告诉 Apache 、 Nginx 等server:注意啦。我发起的是Websocket协议。快点帮我找到相应的助理处理~不是那个老土的HTTP。



    Sec-WebSocket-Key x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
    Sec-WebSocket-Protocol chat, superchat
    Sec-WebSocket-Version 13


    首先, Sec-WebSocket-Key 是一个 Base64 encode 的值,这个是浏览器随机生成的,告诉server:泥煤。不要忽悠窝。我要验证尼是不是真的是Websocket助理。


    然后, Sec_WebSocket-Protocol 是一个用户定义的字符串。用来区分同URL下,不同的服务所须要的协议。

    简单理解:今晚我要服务A,别搞错啦~


    最后。 Sec-WebSocket-Version 是告诉server所使用的 Websocket Draft(协议版本号),在最初的时候。Websocket协议还在 Draft 阶段,各种奇奇怪怪的协议都有,并且还有非常多期奇奇怪怪不同的东西,什么Firefox和Chrome用的不是一个版本号之类的。当初Websocket协议太多但是一个大难题。。只是如今还好,已经定下来啦~大家都使用的一个东西~ 脱水: 服务员,我要的是13岁的噢→_→


    然后server会返回下列东西,表示已经接受到请求, 成功建立Websocket啦!


    HTTP1.1 101 Switching Protocols
    Upgrade websocket
    Connection Upgrade
    Sec-WebSocket-Accept HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
    Sec-WebSocket-Protocol chat


    这里開始就是HTTP最后负责的区域了,告诉客户,我已经成功切换协议啦~
    Upgrade websocket
    Connection Upgrade


    依旧是固定的,告诉client即将升级的是 Websocket 协议。而不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket。




    然后, Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过server确认,而且加密过后的 Sec-WebSocket-Key 。

    server:好啦好啦。知道啦,给你看我的ID CARD来证明行了吧。。


    后面的。 Sec-WebSocket-Protocol 则是表示终于使用的协议。


    至此,HTTP已经完毕它全部工作了,接下来就是全然依照Websocket协议进行了。

    详细的协议就不在这阐述了。


    ——————技术解析部分完成——————






    你TMD又BBB了这么久,那究竟Websocket有什么鬼用, http long poll 。或者ajax轮询 不都能够实现实时信息传递么。






    好好好,年轻人,那我们来讲一讲Websocket有什么用。来给你吃点胡(苏)萝(丹)卜(红)






    三、Websocket的作用


    在讲Websocket之前,我就顺带着讲下 long poll 和 ajax轮询 的原理。


    ajax轮询


    ajax轮询的原理很easy。让浏览器隔个几秒就发送一次请求,询问server是否有新信息。




    场景再现:


    client:啦啦啦,有没有新信息(Request)


    服务端:没有(Response)


    client:啦啦啦,有没有新信息(Request)


    服务端:没有。。

    (Response)


    client:啦啦啦,有没有新信息(Request)


    服务端:你好烦啊。没有啊。

    。(Response)


    client:啦啦啦,有没有新消息(Request)


    服务端:好啦好啦,有啦给你。(Response)


    client:啦啦啦。有没有新消息(Request)


    服务端:。。。。。没。。。。

    没。。。没有(Response) —- loop


    long poll


    long poll 事实上原理跟 ajax轮询 差点儿相同,都是採用轮询的方式,只是採取的是堵塞模型(一直打电话。没收到就不挂电话),也就是说。client发起连接后。假设没消息,就一直不返回Response给client。直到有消息才返回,返回完之后。client再次建立连接。周而复始。


    场景再现:


    client:啦啦啦,有没有新信息。没有的话就等有了才返回给我吧(Request)


    服务端:额。。 等待到有消息的时候。。

    来 给你(Response)


    client:啦啦啦,有没有新信息,没有的话就等有了才返回给我吧(Request) -loop


    从上面能够看出事实上这两种方式,都是在不断地建立HTTP连接,然后等待服务端处理,能够体现HTTP协议的另外一个特点,被动性。


    何为被动性呢,事实上就是,服务端不能主动联系client,仅仅能有client发起。


    简单地说就是,server是一个非常懒的冰箱(这是个梗)(不会、不能主动发起连接),可是上司有命令,假设有客户来,无论多么累都要好好接待。


    说完这个。我们再来说一说上面的缺陷(原谅我废话这么多吧OAQ)


    从上面非常easy看出来,无论怎么样。上面这两种都是非常消耗资源的。


    ajax轮询 须要server有非常快的处理速度和资源。(速度)long poll 须要有非常高的并发。也就是说同一时候接待客户的能力。(场地大小)


    所以 ajax轮询 和 long poll 都有可能发生这样的情况。


    client:啦啦啦啦,有新信息么?


    服务端:月线正忙。请稍后再试(503 Server Unavailable)


    client:。

    。好吧。啦啦啦。有新信息么?


    服务端:月线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)


    client:然后服务端在一旁忙的要死:冰箱,我要很多其它的冰箱!很多其它。

    。很多其它。

    (我错了。。这又是梗。。)


    言归正传,我们来说Websocket吧


    通过上面这个样例,我们能够看出,这两种方式都不是最好的方式,须要非常多资源。


    一种须要更快的速度。一种须要很多其它的’电话’。这两种都会导致’电话’的需求越来越高。




    哦对了。忘记说了HTTP还是一个状态协议。


    通俗的说就是。server由于每天要接待太多客户了,是个健忘鬼。你一挂电话,他就把你的东西全忘光了。把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉server一遍。


    所以在这样的情况下出现了,Websocket出现了。

    他攻克了HTTP的这几个难题。

    首先,被动性,当server完毕协议升级后(HTTP-Websocket),服务端就能够主动推送信息给client啦。

    所以上面的情景能够做例如以下改动。


    client:啦啦啦,我要建立Websocket协议,须要的服务:chat,Websocket协议版本号:17(HTTP Request)


    服务端:ok。确认,已升级为Websocket协议(HTTP Protocols Switched)


    client:麻烦你有信息的时候推送给我噢。。


    服务端:ok,有的时候会告诉你的。


    服务端:balabalabalabala


    服务端:balabalabalabala


    服务端:哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈


    服务端:笑死我了哈哈哈哈哈哈哈


    就变成了这样,仅仅须要经过一次HTTP请求,就能够做到源源不断的信息传送了。

    (在程序设计中,这样的设计叫做回调,即:你有信息了再来通知我,而不是我傻乎乎的每次跑来问你 )


    这种协议攻克了上面同步有延迟,并且还很消耗资源的这种情况。那么为什么他会解决server上消耗资源的问题呢?


    事实上我们所用的程序是要经过两层代理的。即HTTP协议在Nginx等server的解析下,然后再传送给对应的Handler(PHP等)来处理。简单地说,我们有一个很高速的 接线员(Nginx) 。他负责把问题转交给对应的 客服(Handler) 。


    本身接线员基本上速度是足够的,可是每次都卡在客服(Handler)了。老有客服处理速度太慢。。导致客服不够。Websocket就攻克了这样一个难题,建立后,能够直接跟接线员建立持久连接,有信息的时候客服想办法通知接线员,然后接线员在统一转交给客户。


    这样就能够解决客服处理速度过慢的问题了。


    同一时候,在传统的方式上。要不断的建立,关闭HTTP协议。因为HTTP是非状态性的。每次都要又一次传输 identity info (鉴别信息),来告诉服务端你是谁。




    尽管接线员非常高速,可是每次都要听这么一堆,效率也会有所下降的,同一时候还得不断把这些信息转交给客服。不但浪费客服的处理时间。并且还会在网路传输中消耗过多的流量时间。


    可是Websocket仅仅须要一次HTTP握手,所以说整个通讯过程是建立在一次连接状态中,也就避免了HTTP的非状态性,服务端会一直知道你的信息,直到你关闭请求,这样就攻克了接线员要重复解析HTTP协议。还要查看identity info的信息。




    同一时候由客户主动询问,转换为server(推送)有信息的时候就发送(当然client还是等主动发送信息过来的。。),没有信息的时候就交给接线员(Nginx),不须要占用本身速度就慢的客服(Handler)了


    ——————–


    至于怎么在不支持Websocket的client上使用Websocket。

    。答案是: 不能


    可是能够通过上面说的 long poll 和 ajax 轮询 来 模拟出类似的效果



    原文地址:http://blog.csdn.net/frank_good/article/details/50856585#t1点击打开链接


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