• 第六章 设计程序架构 之 设计实现WebSocket策略


    1. 概述

      传统网页的通信方式是请求-响应模式,每次请求-响应都是新的连接。连接的建立和断开也是需要消耗资源的。

      WebSocket是基于TCP协议,实现单个连接上的双向通信。

      本章内容包括: 异步读写字符串和二进制数据、选择连接丢失策略、何时使用WebSocket。

    2. 主要内容

      2.1 异步读写字符串和二进制数据

        * HTTP polling 是传统的使用一系列AJAX请求来实现客户端服务端长久连接(表面上看起来是长久连接)的方式。

        * HTTP long polling 是客户端使用AJAX请求服务端时用到的一种服务端技术。是通过阻塞进入的请求,直到当前请求操作完成 来实现的。在HTTP中,这不是一种好的方式,因为HTTP的请求响应模式不是为这种情形设计的。而且这也不是一种可靠的方式,可能会发生连接中断的情况。

        * WebSockets是一种新的支持双工通信的技术。WebSockets使用一种特殊连接取代了客户端/服务器模式的通信协议。

        * 使用WebSockets是要考虑不支持HTML5的情况。使用  System.Web.HttpBrowserCapabilities 可以检测。

        * 基于WebSockets的通信一般包括三个步骤:

          ① 通过一次握手在客户端和服务端建立连接。

          ② 请求WebSockets服务端开启通信监听。

          ③ 传输数据。

          请求WebSockets时,浏览器首先打开一个到服务端的http连接,然后浏览器发送一个升级版请求(如下),如该请求被接收并处理,则握手完成。所有通信通过一个TCP Socket连接进行。

    WebSocket handshake upgrade request
    GET /mychat HTTP/1.1 
    Host: server.example.com 
    Upgrade: websocket 
    Connection: Upgrade 
    Sec-WebSocket-Key: hy6T&Ui8trDRGY5REWe4r5== 
    Sec-WebSocket-Protocol: chat 
    Sec-WebSocket-Version: 13 
    Origin: http://example.com
    HTTP/1.1 101 Switching Protocols 
    Upgrade: websocket 
    Connection: Upgrade 
    Sec-WebSocket-Accept: Ju6Tr4Ewed0p9Uyt6jNbgFD5t6= 
    Sec-WebSocket-Protocol: chat

        实例: 使用JQuery实现一个客户端WebSockets链接

    var socket;  
    $(document).ready(function () {   
        socket = new   WebSocket("ws://localhost:1046/socket/handle"); 
        socket.addEventListener("open", function (evnt) { 
          $("#display").append('connection');}, false);    
        socket.addEventListener("message", function (evnt) { 
          $("#display ").append(evnt.data);}, false);    
        socket.addEventListener("error", function (evnt) { 
          $("#display ").append('unexpected error.');}, false);  
        ...  
     
    }); 
    Or using straight method calls: 
     
    function connect(){   
        try{   
       var socket;   
       var host = "ws://localhost:8000/socket/server/start";   
       var socket = new WebSocket(host);   
           message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState);   
           socket.onopen = function(){   
                message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState+' (open)');   
           }   
           socket.onmessage = function(msg){   
                message('<p class="message">Received: '+msg.data);   
           }   
           socket.onclose = function(){   
                 message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState+' (Closed)');    
           }   
       } catch(exception){   
            message('<p>Error'+exception);   
       }   
    }

        * WebSockets协议的建立,需要ASP.NET4.5及IIS8环境。 System.Web.WebSockets下的方法用来支持WebSockets相关的开发。

        * 通过实现HttpContext.Current.AcceptWebSocketRequest(Func<AspNetWebSocketContext, Task>)来支持WebSockets连接。

        下面的C#代码用来管理WebSockets连接

    public async Task MyWebSocket(AspNetWebSocketContext context)  
     {  
            while (true)  
            {  
               ArraySegment<byte> arraySegment = new ArraySegment<byte>(new byte[1024]);  
      
               // open the result.  This is waiting asynchronously 
               WebSocketReceiveResult socketResult =   
                       await context.WebSocket.ReceiveAsync(arraySegment,  
                           CancellationToken.None);  
       
               // return the message to the client if the socket is still open 
               if (context.WebSocket.State == WebSocketState.Open)  
               {  
                       string message = Encoding.UTF8.GetString(arraySegment.Array, 0,  
                               socketResult.Count);  
                       userMessage = "Your message: " + message + " at " +   
                               DateTime.Now.ToString(); 
                       arraySegment = new  
                           ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(message));  
       
                       // Asynchronously send a message to the client  
                       await context.WebSocket.SendAsync(arraySegment,  
                           WebSocketMessageType.Text,  
                               true, CancellationToken.None);  
               }  
               else { break; }  
            }  
    }

      2.2 如何选择连接丢失策略

        使用WebSockets时,要考虑如何处理连接意外关闭的情况。除了OnClose 和 OnError事件外,还需要更完善的处理,比如连接重建。

      2.3 考虑何时使用WebSockets

        当需要跟服务端进行双工通信时,WebSockets是一个理想方案。

        但是,也不是任何情况使用都是合适的。有些情况使用传统的客户端timer可能要更好一些。因为目前的HTML5还没有完全普及。

        另一种策略是在服务端设置一个开关,可以决定是否使用WebSockets。让服务端决定,可以简化客户端的代码。

        WebSockets不包含HTTP头,但是却以HTTP形式发送请求。这对于很多根据HTTP头来监测请求的地方来说,是一个潜在的威胁。是可能会被阻止的。而且这个阻止不能像浏览器是否支持HTML5那样被检测出来,只能是实际创建连接,发送数据,然后根据返回结果来判断。

    3. 总结

      ① Http polling 是一种利用Javascript方法连续请求服务端来获取数据的方式。虽然不是最高效的,但是具有广泛的浏览器支持。(支持Js即可)

      ② Http long polling 是长连接方式,服务端收到请求后会保持连接,直到处理完成返回。然后客户端收到返回并处理完成再进行下一次连接。

      ③ WebSockets是一种在客户端和服务器端提供双工通信的方式。两端可以同时互相通信。客户端通过Http发送一个升级版请求到服务端,服务端收到后就会创建一个WebSockets连接。客户端和服务端都需要写代码来通过socket进行交互。

      ④ WebSockets适用于长时间的双向通信情况。并不是所有情况都适用,尤其是不支持HTML5的情况。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/stone_lv/p/4789530.html
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