在 HTTP 协议中,所有的请求都是由客户端发起的,由服务端进行响应,服务端无法向客户端推送消息,但是在一些需要即时通信的应用中,又不可避免地需要服务端向客户端推送消息,传统的解决方案主要有以下几种。
轮询是最简单的一种解决方案,所谓轮询就是客户端在固定的时间间隔下不停地向服务端发送请求,查看服务端是否有最新的数据,若服务端有最新的数据,则返回给客户端,若服务端没有,则返回一个空的 JSON 或者 XML 文档。
轮询对于开发人员而言实现方便,但是弊端也很明显:客户端每次都要新建 HTTP 请求,服务端要处理大量的无效请求,在高并发场景会严重拖慢服务端的运行效率,同时服务端的资源被极大的浪费了,因此这种方式并不可取。
长轮询是传统轮询的升级版,在长轮询中不是每次都会立即响应客户端的请求,只有在服务端有最新数据的时候才会立即响应客户端的请求,否则服务端会持有这个请求而不返回,知道有新数据时才返回。这种方式可以在一定程度上节省网络资源和服务器资源,但是也存在一些问题,例如:
Applet 和 Falsh 都已经是明日黄花,不过在这两个技术存在的岁月里,除了可以让我们的 HTML 页面更加绚丽之外,还可以解决消息推送问题。开发者可以使用 Applet 和 Flash 来模拟双工通信,通过创建一个只有 1 像素点大小的透明的 Applet 或者 Flash ,然后将之内嵌在网页中,再从 Applet 或 Flash 的代码中创建一个 Socket 连接进行双向通信。
这种连接方式消除了 HTTP 协议中的诸多限制,当服务器有消息发送到客户端的时候,开发者可以在 Applet 或者 Flash 中调用 JavaScript 函数将数据显示在页面上,当浏览器有数据要发送给服务器时也一样,通过 Applet 或 Flash 来传递。这种方式真正地实现了全双工通信,不过也有问题,如下:
其实传统解决方案不止这三种,但都有缺陷,于是有了 WebSocket。
WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议,已被 W3C 定位标准。使用 WebSocket 可以使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,它允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket 协议中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就可以直接创建持久性的连接,并进行双向数据传输。
WebSocket 使用了 HTTP/1.1 的协议升级特性,一个 WebSocket 请求首先使用非正常的 HTTP 请求以特定的模式访问一个 URL ,这个 URL 有两种模式,分别是 ws 和 wss,对应 HTTP 协议中的 HTTP 和 HTTPS ,请求头中有一个 Connection:Upgrade 字段,表示客户端想要对协议进行升级,另外还有一个 Upgrade:websocket 字段,表示客户端想要将请求协议升级为 WebSocket 协议。这两个字段共同告诉服务器要将连接升级为 WebSocket 这样一种全双工协议,如果服务器统一协议升级,那么握手完成后,文本消息或者其他二进制消息就可以同时在两个方向上进行发送,而不需要关闭和重建连接。
此时客户端和服务端关系是对等的,他们可以互相向对方主动发送消息。和传统的解决方案比,WebSocket 主要有如下特点:
WebSocket 的使用场景:
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