WebSocket

为什么需要 WebSocket?

初次接触 WebSocket 的人,都会问同样的问题:我们已经有了 HTTP 协议,为什么还需要另一个协议?它能带来什么好处?

答案很简单,因为 HTTP 协议有一个缺陷:通信只能由客户端发起。

举例来说,我们想了解今天的天气,只能是客户端向服务器发出请求,服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。

这种单向请求的特点,注定了如果服务器有连续的状态变化,客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用"轮询":每隔一段时候,就发出一个询问,了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。

轮询的效率低,非常浪费资源(因为必须不停连接,或者 HTTP 连接始终打开)。因此,工程师们一直在思考,有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的。


它的最大特点就是,服务器可以主动向客户端推送信息,客户端也可以主动向服务器发送信息,是真正的双向平等对话,属于服务器推送技术的一种。

(1)建立在 TCP 协议之上,服务器端的实现比较容易。

(2)与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443,并且握手阶段采用 HTTP 协议,因此握手时不容易屏蔽,能通过各种 HTTP 代理服务器。

(3)数据格式比较轻量,性能开销小,通信高效。

(4)可以发送文本,也可以发送二进制数据。

(5)没有同源限制,客户端可以与任意服务器通信。

(6)协议标识符是ws(如果加密,则为wss),服务器网址就是 URL。


WebSocket 的用法相当简单。

下面是一个网页脚本的例子(点击这里看运行结果),基本上一眼就能明白。

var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");ws.onopen = function(evt) { 
  console.log("Connection open ..."); 
  ws.send("Hello WebSockets!");};ws.onmessage = function(evt) {
  console.log( "Received Message: " + evt.data);
  ws.close();};ws.onclose = function(evt) {
  console.log("Connection closed.");};


客户端的 API

WebSocket 客户端的 API 如下。

1 WebSocket 构造函数

WebSocket 对象作为一个构造函数,用于新建 WebSocket 实例。

var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

执行上面语句之后,客户端就会与服务器进行连接。

实例对象的所有属性和方法清单,参见这里

2 webSocket.readyState

readyState属性返回实例对象的当前状态,共有四种。

  • CONNECTING:值为0,表示正在连接。

  • OPEN:值为1,表示连接成功,可以通信了。

  • CLOSING:值为2,表示连接正在关闭。

  • CLOSED:值为3,表示连接已经关闭,或者打开连接失败。

下面是一个示例。

switch (ws.readyState) {
  case WebSocket.CONNECTING:
    // do something    break;
  case WebSocket.OPEN:
    // do something    break;
  case WebSocket.CLOSING:
    // do something    break;
  case WebSocket.CLOSED:
    // do something    break;
  default:
    // this never happens    break;}

3 webSocket.onopen

实例对象的onopen属性,用于指定连接成功后的回调函数。

ws.onopen = function () {
  ws.send('Hello Server!');}

如果要指定多个回调函数,可以使用addEventListener方法。

ws.addEventListener('open', function (event) {
  ws.send('Hello Server!');});

4 webSocket.onclose

实例对象的onclose属性,用于指定连接关闭后的回调函数。

ws.onclose = function(event) {
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event};ws.addEventListener("close", function(event) {
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event});

5 webSocket.onmessage

实例对象的onmessage属性,用于指定收到服务器数据后的回调函数。

ws.onmessage = function(event) {
  var data = event.data;
  // 处理数据};ws.addEventListener("message", function(event) {
  var data = event.data;
  // 处理数据});

注意,服务器数据可能是文本,也可能是二进制数据(blob对象或Arraybuffer对象)。

ws.onmessage = function(event){
  if(typeof event.data === String) {
    console.log("Received data string");
  }

  if(event.data instanceof ArrayBuffer){
    var buffer = event.data;
    console.log("Received arraybuffer");
  }}

除了动态判断收到的数据类型,也可以使用binaryType属性,显式指定收到的二进制数据类型。

// 收到的是 blob 数据ws.binaryType = "blob";ws.onmessage = function(e) {
  console.log(e.data.size);};// 收到的是 ArrayBuffer 数据ws.binaryType = "arraybuffer";ws.onmessage = function(e) {
  console.log(e.data.byteLength);};

6 webSocket.send()

实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。

发送文本的例子。

ws.send('your message');

发送 Blob 对象的例子。

var file = document  .querySelector('input[type="file"]')
  .files[0];ws.send(file);

发送 ArrayBuffer 对象的例子。

// Sending canvas ImageData as ArrayBuffervar img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);var binary = new Uint8Array(img.data.length);for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
  binary[i] = img.data[i];}ws.send(binary.buffer);

7 webSocket.bufferedAmount

实例对象的bufferedAmount属性,表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。

var data = new ArrayBuffer(10000000);socket.send(data);if (socket.bufferedAmount === 0) {
  // 发送完毕} else {
  // 发送还没结束}

8. webSocket.onerror

实例对象的onerror属性,用于指定报错时的回调函数。

socket.onerror = function(event) {
  // handle error event};socket.addEventListener("error", function(event) {
  // handle error event});

服务端的实现

WebSocket 服务器的实现,可以查看维基百科的列表

常用的 Node 实现有以下三种。

  • µWebSockets

  • Socket.IO

  • WebSocket-Node

具体的用法请查看它们的文档,这里不详细介绍了。


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12月12日 21:52

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