你不知道WebSocket吗？

Lovexinyang

2019-09-05

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什么是WebSocket？

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。这里我们发现了一个有趣的词:”全双工”,那我们就来简单了解下通信方式有哪些！

单工

通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输。
例如计算机与打印机之间的通信是单工模式

说的简单些就是:我打你你只能忍着！
你不知道WebSocket吗？

半双工

允许数据在两个方向上传输，但是同一时间数据只能在一个方向上传输，其实际上是切换的单工。
例如HTTP协议:客户端向服务器发送请求(单向的)，然后服务器响应请求(单向的)

说的简单些就是:我打你，你忍完后可以打我，我忍着…
你不知道WebSocket吗？

全双工

允许数据在两个方向上同时传输。
例如手机通话，WebSocket就是这个样子！

说的简单些就是:两个人同时可以互相打对方
你不知道WebSocket吗？

说了这么多其实目的就是让大家知道，WebSocket是支持双向通信的!

双向通信的优点

为什么要支持双向通信？单向通信有什么问题?还是从HTTP说起,我们知道HTTP协议是半双工的，而且服务器不能主动推送消息给浏览器！这个就是他的缺陷。假若我希望实现一个股票交易系统，可能股价每秒钟都有变化，但是价格变化了如何通知我们的客户端？

咱们来看看以前是怎么实现的！

轮询

什么叫轮询？就是不停的轮番询问！说的直白些就是客户端定期发送请求给服务端。
你不知道WebSocket吗？

短轮询

配段代码，Talk is cheap,show me your code.

const express = require("express");
const app = express();
// express 静态服务中间件用来返回静态文件
app.use(express.static(__dirname));
// 当前价格是100元
let currentPrice = 100;
// 获取最新价格接口
app.get("/getPrice", (req, res, next) => {
    res.send('￥'+currentPrice * Math.random());
});
app.listen(3000);

客户端不停的发送请求，去服务端获取最新价格。

<div>当前交易价格: <span id="price"></span></div>
<script>
    setInterval(() => {
        fetch('/getPrice').
        then(res=>res.text()).
        then(data=>price.innerHTML = data)
    }, 1000);
</script>

很快我们就看出了这样编写代码的缺陷！如果数据变化的不快呢，那就会发送很多无意义的请求。每次发送请求都会有HTTP的Header会消耗大量流量，同时也会消耗CPU的利用率！

长轮询

长轮询是对短轮询的改进版，就是当第一个请求回来时再发送下一个请求！

(function poll(){
    fetch('/getPrice').
    then(res=>res.text()).
    then(data=>{price.innerHTML = data;poll()})
})()

问题依旧是显而易见的！如果服务端数据变化很快，那么请求数目会更多；如果变化很慢，可能ajax会出现超时的问题。

Iframe方式

我们并不希望每次都创建一个新的请求，此时就可以使用Iframe来实现长连接

app.get("/getPrice", (req, res, next) => {
    setInterval(()=>{
        // 不能使用end 否则会中断请求，我们要实现的是长连接
        res.write(`
            <script>
                parent.document.getElementById('price').innerHTML = ${currentPrice * Math.random()}
            </script>
        `);
    },1000);
});

<body>
    <div>当前交易价格: <span id="price"></span></div>
    <iframe src="/getPrice" frameborder="0"></iframe>
</body>

现在确实可以利用Iframe实现了长连接通信，但是页面的状态一直是加载态！

EventSource流

EventSource 接口用于接收服务器发送的事件。它通过HTTP连接到一个服务器，以text/event-stream 格式接收事件, 不关闭连接。

<div>当前交易价格: <span id="price"></span></div>
<script>
    const eventSource = new EventSource('/getPrice');
    eventSource.onmessage = function(e){ // 拿到接受到的数据
        price.innerHTML = e.data;
    }
</script>

app.get("/getPrice", (req, res, next) => {
    res.header('Content-Type','text/event-stream',);
    timer = setInterval(()=>{
        res.write( // 发送message事件 \n\n表示当前的event-stream通信结束
            `event:message\nid:${id++}\ndata:${currentPrice*Math.random()}\n\n`
        );
    },1000);
    res.on('close',()=>{
        clearInterval(timer);
    });
});

当然这种方式依旧是单向的，主要是服务端向客户端推送数据。并且兼容性也不是很美丽~

WebSocket

终于等到你! 双向通信的WebSocket让你欲罢不能！
你不知道WebSocket吗？
WebSocket让客户端和服务器保有一个持久的连接，两边可以在任意时间开始发送数据！它是基于TCP协议的：

先来聊聊WebSocket的优势！

http协议不支持双向通信 -> 我支持双向通信
http协议数据包头部较大 -> 我的header很小！我最少只需两个字节
http不支持跨域 -> 我支持跨域，哈哈！

ws模块

ws: a Node.js WebSocket library，ok就是在node中可以使用的WebSocket库！

安装ws模块

yarn add ws

服务端开启WebSocket服务

const WebSocketServer = require('ws').Server;
const ws = new WebSocketServer({port:8888});
ws.on('connection',(socket)=>{ // socket链接我的那个人
    console.log('服务端:有人链接我!');
    socket.on('message',(data)=>{
        console.log(data); // 收到客户端发来的消息
        socket.send('我是服务端'); // 给客户端发消息
    });
});

客户端链接8888端口的ws服务！

const socket = new WebSocket('ws://localhost:8888');
socket.onopen = function(){ // 链接成功后,发送消息
    console.log('客户端:链接成功');
    socket.send('我是客户端');
}
socket.onmessage = function(e){ // 监听客户端发来的信息
    console.log(e.data);
}

客户端和服务端可以开心的互相通信啦！

socket.io

socket.io是一个WebSocket库，包括了客户端的js和服务器端的nodejs,刚才是不是高兴的太早了而忘记了兼容性问题？没错socket.io就是帮你解决自动根据浏览器从WebSocket、AJAX长轮询、Iframe流等等各种方式中选择最佳的方式来实现网络实时应用！

安装socket.io模块

yarn add socket.io

通过socket.io建立链接

const express = require("express");
const app = express();
app.use(express.static(__dirname))
const server = require('http').createServer(app); // app本身就是监听函数
// socket 需要借助http服务
const io = require('socket.io')(server);
// 划分路径 /
io.of('/').on('connection',function(socket){
    console.log('链接成功')
    socket.on('message',function(msg){
        console.log(msg);
        socket.send('我是服务端');
    });
});
// 监听3000 端口
server.listen(3000);

// 默认会像浏览器中注入socket.io.js脚本
<script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
<script>
    const socket = io.connect('/');
    socket.on('connect',()=>{
        console.log('链接成功');
        socket.send('我是客户端');
    });
    // 接收到消息后打印出来
    socket.on('message',(data)=>{
        console.log(data);
    });
</script>