websocket协议及案例

WebSocket是一种用于在服务器与客户端之间实现高效的双向通信的机制。可以解决数据实时性要求比较高的应用，比如：在线聊天，在线教育，炒股或定位等。

一：websocket产生背景：

为了解决这种实时性的问题，有几种替代方案：

1、轮询

概念：客户端通过一定的时间间隔以频繁请求的方式向服务器发送请求，来保持客户端和服务器端的数据同步；

缺点：当客户端以固定频率向服务器端发送请求时，服务器端的数据可能并没有更新，带来很多无谓请求，浪费带宽，效率低下

2、Comet技术（长轮询）

概念：长轮询在客户端发送请求后，服务器保留响应，并维持连接，可以在任意时间点从服务器返回响应。而客户端在收到响应的同时再次向服务器建立连接。实例：WebQQ

缺点：与轮询相比，长轮询避免了不必要的通信过程，但也需要在有更新时再次连接

3、Comet技术（流技术）

概念：通过由客户端发出第一个请求，建立连接，并在维持该连接的同时从服务器不断向客户端返回响应

缺点：服务器维护一个长连接会增加开销

传统实时性技术的通信数据流如下图：

二：websocket的运行机制

1、WebSocket只有在建立握手连接的时候借用了HTTP协议的头，连接成功后的通信部分都是基于TCP的连接，它与 HTTP 之间的唯一关系就是它的握手请求可以作为一个升级请求（Upgrade request）经由 HTTP 服务器解释

2、WebSocket 请求响应客户端服务器交互图

只经过一次握手即可进行双向通信。

3、WebSocket 协议优点：

1. Header
互相沟通的Header是很小的-大概只有 2 Bytes

2. Server Push
服务器的推送，服务器不再被动的接收到浏览器的请求之后才返回数据，而是在有新数据时就主动推送给浏览器

4.websocket的api

websocket中有两个方法：
1、send() 向远程服务器发送数据
2、close() 关闭该websocket链接

websocket同时还定义了几个监听函数
1、onopen 当网络连接建立时触发该事件
2、onerror 当网络发生错误时触发该事件
3、onclose 当websocket被关闭时触发该事件
4、onmessage 当websocket接收到服务器发来的消息的时触发的事件，也是通信中最重要的一个监听事件。

5、websocket还定义了一个readyState属性：　　　
1、CONNECTING(0) websocket正尝试与服务器建立连接　　　
2、OPEN(1) websocket与服务器已经建立连接　　　
3、CLOSING(2) websocket正在关闭与服务器的连接　　　
4、CLOSED(3) websocket已经关闭了与服务器的连接

简单的客户端与服务器通信的案例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>webSocket示例</title>
</head>
<body>
    <h1>Echo Test</h1>
    <input id="sendTxt" type="text" />
    <button id="sendBtn">发送</button>
    <div id="recv"></div>
    <script>
        //创建websocket实例
        var websocket=new WebSocket('ws://echo.websocket.org');  //‘ws://echo.websocket.org’是websocket测试的服务器，把你的数据原封不动的返回给你
        //建立连接后的事件
        websocket.onopen=function(){
            console.log('websocket open');
            document.getElementById('recv').innerHTML='Connected';
        }
        //关闭连接
        websocket.onclose==function(){
            console.log('websocket close');
        }
        //客户端接收到数据触发
        websocket.onmessage=function(e){
            console.log(e.data);
            document.getElementById('recv').innerHTML=e.data;
        }
        //点击发送按钮触发
        document.getElementById('sendBtn').onclick=function(){
            var txt=document.getElementById('sendTxt').value;
            document.getElementById('recv').innerHTML=txt;
        }
    </script>
</body>
</html>

直接浏览器打开文件，即可运行。

按F12观察一下

协议是ws协议，且状态是101正在连接的状态。

四、下面是制作一个简单聊天室功能

需要nodejs作服务器后台

package.json文件（下载nodejs-websocket模块）

{
  "name": "demo2",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "wsServer.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "dependencies": {
    "nodejs-websocket": "^1.7.1"
  }
}

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>webSocket示例</title>
</head>
<body>
    <h1>Echo Test</h1>
    <input id="sendTxt" type="text" />
    <button id="sendBtn">发送</button>
    <div id="recv"></div>
    <script>
        var websocket=new WebSocket('ws://localhost:8001/');
        function showMessage(str){
            var div=document.createElement('div');
            div.innerHTML=str;
            document.body.appendChild(div);
        }
        //建立连接
        websocket.onopen=function(){
            console.log('websocket open');
            document.getElementById('sendBtn').onclick=function(){
                var txt=document.getElementById('sendTxt').value;
                if(txt){
                    websocket.send(txt);  //发送数据给服务器
                }
            }
        }
        //关闭连接
        websocket.onclose==function(){
            console.log('websocket close');
        }
        //客户端接收数据触发
        websocket.onmessage=function(e){
            console.log(e.data);
            showMessage(e.data);
        }
    </script>
</body>
</html>

wsServer.js

var ws = require("nodejs-websocket");

var clientCount=0;

var server = ws.createServer(function (conn) {
    console.log("New connection")
    clientCount++;
    conn.nickname='user'+clientCount;
    boradcast(conn.nickname+' comes in');
    //服务端接收到消息后触发
    conn.on("text", function (str) {
        boradcast(conn.nickname+' says: '+str);
    })
    //关闭连接
    conn.on("close", function (code, reason) {
        console.log("Connection closed");
        boradcast(conn.nickname+' left');
    })
    //
    conn.on("error",function(err){
        console.log("handle err");
        console.log(err);
    })
}).listen(8001);

function boradcast(str){
    server.connections.forEach(function(connection){
        connection.sendText(str);
    })
}

运行node wsServer.js

运行node之后，直接打开浏览器浏览文件，一个文件代表一个用户，这样就可以两边对话了。

这个h5的新协议还是很有趣的。

推荐去看一下：http://www.imooc.com/learn/861   websocket案例讲解。