WebSocket 是一种网络通信协议。RFC6455 定义了它的通信标准。
HTTP 协议是一种无状态的、无连接的、单向的应用层协议。它采用了请求/响应模型。通信请求只能由客户端发起，服务端对请求做出应答处理。
这种通信模型有一个弊端：HTTP 协议无法实现服务器主动向客户端发起消息。
WebSocket 连接允许客户端和服务器之间进行全双工通信，以便任一方都可以通过建立的连接将数据推送到另一端。WebSocket 只需要建立一次连接，就可以一直保持连接状态。这相比于轮询方式的不停建立连接显然效率要大大提高。
Web浏览器和服务器都必须实现 WebSockets 协议来建立和维护连接。
基于多线程或多进程的服务器无法适用于 WebSockets，因为它旨在打开连接，尽可能快地处理请求，然后关闭连接。任何实际的 WebSockets 服务器端实现都需要一个异步服务器。
WebSocket 客户端
在客户端，没有必要为 WebSockets 使用 JavaScript 库。实现 WebSockets 的 Web 浏览器将通过 WebSockets 对象公开所有必需的客户端功能（主要指支持 Html5 的浏览器）。
以下 API 用于创建 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 属性
以下是 WebSocket 对象的属性。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| Socket.readyState | 只读属性 readyState 表示连接状态，可以是以下值：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 事件
以下是 WebSocket 对象的相关事件。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：
| 事件 | 事件处理程序 | 描述 |
|---|---|---|
| open | Socket.onopen | 连接建立时触发 |
| message | Socket.onmessage | 客户端接收服务端数据时触发 |
| error | Socket.onerror | 通信发生错误时触发 |
| close | Socket.onclose | 连接关闭时触发 |
WebSocket 方法
以下是 WebSocket 对象的相关方法。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| Socket.send() | 使用连接发送数据 |
| Socket.close() | 关闭连接 |
示例
// 初始化一个 WebSocket 对象
var ws = new WebSocket("ws://localhost:9998/echo");
// 建立 web socket 连接成功触发事件
ws.onopen = function () {
// 使用 send() 方法发送数据
ws.send("发送数据");
alert("数据发送中...");
};
// 接收服务端数据时触发事件
ws.onmessage = function (evt) {
var received_msg = evt.data;
alert("数据已接收...");
};
// 断开 web socket 连接成功触发事件
ws.onclose = function () {
alert("连接已关闭...");
};
WebSocket 服务端
WebSocket 在服务端的实现非常丰富。Node.js、Java、C++、Python 等多种语言都有自己的解决方案。
以下，介绍我在学习 WebSocket 过程中接触过的 WebSocket 服务端解决方案。
单聊
单聊，需要指定一个用户，才能发起一对一聊天！
项目结构如下：
./
├── one_chat.py
└── templates
└── single_chat.html
服务器 one_chat.py
from flask import Flask,request,render_template from geventwebsocket.handler import WebSocketHandler from gevent.pywsgi import WSGIServer from geventwebsocket.websocket import WebSocket import json app = Flask(__name__) user_dict = {} # 空字典,用来存放用户名和发送消息 @app.route("/<username>") # 参数为用户名 def index(username): # 获取请求的WebSocket对象 user_socket = request.environ.get("wsgi.websocket") # type:WebSocket if user_socket: # 设置键值对 # {'xiao': <geventwebsocket.websocket.WebSocket object at 0x0000020F6F6B8DB0>} user_dict[username] = user_socket print(user_dict) # 循环,接收消息 while True: # 接收消息 msg = user_socket.receive() # print(msg) # 反序列化数据,因为前端发送的是json recv_msg = json.loads(msg) print(recv_msg) # 构造数据结构 send_msg = { # 消息 "msg": recv_msg.get("msg"), # 来自于哪个用户 "from_user": username, } # 获取聊天对象的名字 to_user = user_dict.get(recv_msg.get("to_user")) # 发送数据 to_user.send(json.dumps(send_msg)) @app.route("/ws") def ws(): return render_template("single_chat.html") if __name__ == '__main__': # 创建一个WebSocket服务器 http_serv = WSGIServer(("0.0.0.0",5000),app,handler_class=WebSocketHandler) # 开始监听HTTP请求 http_serv.serve_forever() # app.run("0.0.0.0", 5000, debug=True)
客户端
single_chat.html
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>Title</title> </head> <body> 你的昵称：<input type="text" id="nickname"> <button onclick="connws()">连接服务器</button> <br> 与谁说话：<input type="text" id="sender"> <br> 发送消息：<input type="text" id="talk"> <button onclick="send_msg()">发送信息</button><br/><br/> <div style=" 500px;height: 100%;border: 1px red solid;" id="text"> </div> </body> <script type="application/javascript"> var user_name = null; //用户名 var ws = null; //WebSocket 对象,默认设置为空 //连接ws function connws() { //获取输入框中的用户名 user_name = document.getElementById("nickname").value; //创建 WebSocket 对象 ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:5000/" + user_name); //客户端接收服务端数据时触发 ws.onmessage = function (data) { // 反序列化接收数据 var recv_msg = JSON.parse(data.data); console.log(recv_msg); // 执行自定义函数createDiv,传入2个参数 createDiv(recv_msg.from_user, recv_msg.msg); }; } function send_msg() { // 获取输入框的发送消息 var talk = document.getElementById("talk").value; // 获取输入框的聊天对象 var sender = document.getElementById("sender").value; // 执行自定义函数createDiv createDiv("w", talk); // 构造发送数据对象 send_str = { msg:talk, //消息 to_user:sender, //对方 }; //使用连接发送数据，序列化对象 ws.send(JSON.stringify(send_str)); }; //显示聊天信息 function createDiv(self, content) { // 创建div标签 var divtag = document.createElement("div"); //定义格式 var who = self + " : "; // 判断参数为w时 if (self == "w") { // 替换字符串 who = "我 : " } // 修改显示框的text属性 divtag.innerText = who + content; // 获取显示框 var text = document.getElementById("text"); // appendChild() 方法向节点添加最后一个子节点 // 添加一个div标签 text.appendChild(divtag); } </script> </html>
效果如下：
初期轮询：
QQ 联众 软件不断的循环访问服务器问它有没有给我发送的消息
优点：响应及时
缺点：浪费CPU资源，浪费带宽
长轮询：
当客户端发起询问，服务器说你等着1分钟之后，你再来问我
断开再次发起连接，服务器帮你轮询
优点：响应及时
缺点：用户一旦形成规模，服务器消耗是致命的
新的协议 websocket
规定了一个数据格式
收发数据
该收就收
该发就发