WebSocket魔法师:打造实时应用的无限可能

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所属分类:Web前端
摘要

在开发一些前端页面的时候,总是能接收到这样的需求:如何保持页面并实现自动更新数据呢?以往的常规做法,是前端使用定时轮询后端接口,获取响应后重新渲染前端页面,这种做法虽然能达到类似的效果,但是依然有很多缺点,缺点就不在这里说了,感兴趣的小伙伴可以自行查阅一下。现在让我们回忆一下,我们有没有想过,是否有一种技术,服务器可以主动将数据推送给客户端进行渲染,而不再是客户端向服务器发出请求等待返回结果呢?接下来,让我们一起了解weboskcet。


1、背景

在开发一些前端页面的时候,总是能接收到这样的需求:如何保持页面并实现自动更新数据呢?以往的常规做法,是前端使用定时轮询后端接口,获取响应后重新渲染前端页面,这种做法虽然能达到类似的效果,但是依然有很多缺点,缺点就不在这里说了,感兴趣的小伙伴可以自行查阅一下。现在让我们回忆一下,我们有没有想过,是否有一种技术,服务器可以主动将数据推送给客户端进行渲染,而不再是客户端向服务器发出请求等待返回结果呢?接下来,让我们一起了解weboskcet。

2、什么是websocket

websocket是HTML5规范的一个部分,它借鉴了socket的思想,实现了浏览器与服务器全双工通信,达到了即时通信的效果。websocket协议基于TCP协议实现,包含初始的握手过程,以及后续的多次数据帧双向传输过程,避免服务器频繁打开多个HTTP连接,从而能更好的节省服务器资源和带宽,提高工作效率与资源利用率

WebSocket魔法师:打造实时应用的无限可能

3、工作原理

websocket的通信规范,首先浏览器通过HTTP协议发出websocket的连线请求,服务器进行响应,这个过程称为握手,握手完成后,客户端和服务器之间建立一个类似TCP的连接,使用websocket协议,从而实现它们之间的通信。

4、与HTTP的关系

WebSocket魔法师:打造实时应用的无限可能

相同点:

1、都是基于TCP协议,且都是可靠性传输协议;

2、都是应用层协议;

3、websocket支持两种资源标志符ws(默认80端口)与wss(默认443端口),类似HTTP和HTTPS;

不同点:

1、websocket是双向通信协议,HTTP是单向的;

2、websocket是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的,HTTP是浏览器发起向服务器的连接,服务器预先并不知道这个连接。

联系点:

websocket在建立握手时,数据是通过HTTP传输的,建立之后的数据传输将不再需要HTTP协议,而是websocket协议;

5、websocket创建与常用的属性方法

5.1 websocket属性

属性 描述
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。
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。
CONNECTING 值为0,表示正在连接
OPEN 值为1,表示连接已建立,可以进行通信
CLOSING 值为2,表示连接正在关闭
CLOSED 值为3,表示连接已经关闭或者连接不能打开
// 创建websocket var ws = new WebSocket("ws://www.example.com");   if(ws.readyState == ws.CONNECTING){     console.log('连接正在打开');   }    ws.onopen = function () {     ws.send(consumerId);     if(ws.readyState == ws.CONNECTING){       console.log('连接正在打开1');     }     if(ws.readyState == ws.OPEN){       console.log('连接已打开');     }     console.log('已经建立连接');     // 关闭连接     // ws.close()   };     // 连接关闭时触发   ws.onclose = function () {     if(ws.readyState == ws.CLOSED){       console.log('连接已关闭')     }   };    // 连接错误   ws.onerror = function () {     console.log('连接错误');   };    

5.2 weboscket事件

事件 处理程序 描述
open onopen 连接建立时触发
message onmessage 接收消息时触发
error onerror 发生错误时触发
close onclose 关闭连接时触发

5.3 客户端的简单示例

// 创建websocket var ws = new WebSocket("ws://www.example.com");  // 连接成功时触发 ws.onopen = function(e) {     console.log("Connectiong open ...");     // 发送消息     ws.send("Hello WebSocket"); };  // 接收消息时触发 ws.onmessage = function(e) {     console.log("Received Message: " + e.data);     ws.close(); };  // 关闭连接时触发 ws.onclose = function(e) {     console.log("Connection closed"); };  // 出现错误时触发 ws.onerror = function(e) {     console.log("error"); };    

5.4 服务端的简单示例

# 创建websocket服务端 from tornado.websocket import WebSocketHandler  class wsHandler(WebSocketHandler):     # 保存连接的用户,用于后续推送消息     connect_users = set()          # 已与客户端建立连接     def open(self):         print("开启WebSocket opened")         self.connect_users.add(self)      # 关闭客户端连接     def on_close(self):         self.connect_users.remove(self)          # 接收到消息     def on_message(self, message):          self.write_message("接收到客户端的消息:{}".format(message))      # 所有用户发送消息     @classmethod     def send_demand_updates(cls, message):         # 使用@classmethod可以使类方法在调用的时候不用进行实例化         # 给所有用户推送消息(此处可以根据需要,修改为给指定用户进行推送消息)         for user in cls.connect_users:             user.write_message(message)      # 允许WebSocket的跨域请求     def check_origin(self, origin):         return True  if __name__ == "__main__":     # 调用     wsHandler。send_demand_updates("服务端发送给客户端的消息")    

注意:示例中使用python语言,需依托tornado框架搭建后端web服务端,文章中不再说明如何搭建服务端,感兴趣的小伙伴可自行尝试。tornado内置websocket模块,能更简单的支持使用websocket。

6、总结

websocket提供了一种低延迟、高性能的双向数据通信,不同与web开发的请求、处理、等待响应模式,它是客户端、服务端因为同一个连接直接就可以数据互传的模式,特别适合实时数据交互的应用进行开发。

实用点:

1、websocket连接建立后,后续的数据传输都将以帧序列的形式传输;

2、在客户端断开websocket连接或服务端中断连接前,不需要客户端和服务端重新发起连接请求;

3、在海量并发、客户端与服务器交互负载流量大的情况下,节省网络带宽资源的消耗,且客户端发送与接收消息,都是在同一个持久连接上进行,实现了“真长连接”,真正的实现即时通信。

作者:京东物流 骆铜磊

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