一、是什么
WebSocket
,是一种网络传输协议,位于OSI
模型的应用层。可在单个TCP
连接上进行全双工通信,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通迅
客户端和服务器只需要完成一次握手,两者之间就可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输
从上图可见,websocket
服务器与客户端通过握手连接,连接成功后,两者都能主动的向对方发送或接受数据
而在websocket
出现之前,开发实时web
应用的方式为轮询
不停地向服务器发送 HTTP
请求,问有没有数据,有数据的话服务器就用响应报文回应。如果轮询的频率比较高,那么就可以近似地实现“实时通信”的效果
轮询的缺点也很明显,反复发送无效查询请求耗费了大量的带宽和 CPU
资源
二、特点
全双工
通信允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合
例如指 A→B 的同时 B→A ,是瞬时同步的
二进制帧
采用了二进制帧结构,语法、语义与 HTTP
完全不兼容,相比http/2
,WebSocket
更侧重于“实时通信”,而HTTP/2
更侧重于提高传输效率,所以两者的帧结构也有很大的区别
不像 HTTP/2
那样定义流,也就不存在多路复用、优先级等特性
自身就是全双工,也不需要服务器推送
协议名
引入ws
和wss
分别代表明文和密文的websocket
协议,且默认端口使用80或443,几乎与http一致
ws://www.chrono.com ws://www.chrono.com:8080/srv wss://www.chrono.com:445/im?user_id=xxx
握手
WebSocket
也要有一个握手过程,然后才能正式收发数据
客户端发送数据格式如下:
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13
Connection
:必须设置Upgrade
,表示客户端希望连接升级Upgrade
:必须设置Websocket
,表示希望升级到Websocket
协议Sec-WebSocket-Key
:客户端发送的一个base64
编码的密文,用于简单的认证秘钥。要求服务端必须返回一个对应加密的"Sec-WebSocket-Accept
"应答,否则客户端会抛出错误,并关闭连接Sec-WebSocket-Version
:表示支持的Websocket
版本
服务端返回的数据格式:
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=Sec-WebSocket-Protocol: chat
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
:表示服务端接受WebSocket
协议的客户端连接Sec-WebSocket-Accep
:验证客户端请求报文,同样也是为了防止误连接。具体做法是把请求头里“Sec-WebSocket-Key
”的值,加上一个专用的UUID
,再计算摘要
优点- 较少的控制开销:数据包头部协议较小,不同于
http
每次请求需要携带完整的头部 - 更强的实时性:相对于
HTTP
请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应,延迟明显更少 - 保持创连接状态:创建通信后,可省略状态信息,不同于
HTTP
每次请求需要携带身份验证 - 更好的二进制支持:定义了二进制帧,更好处理二进制内容
- 支持扩展:用户可以扩展
websocket
协议、实现部分自定义的子协议 - 更好的压缩效果:
Websocket
在适当的扩展支持下,可以沿用之前内容的上下文,在传递类似的数据时,可以显著地提高压缩率
三、应用场景
基于websocket
的事实通信的特点,其存在的应用场景大概有:
- 弹幕
- 媒体聊天
- 协同编辑
- 基于位置的应用
- 体育实况更新
- 股票基金报价实时更新