正文

一、那年毕业设计

学习《Go 语言编程之旅》接着 gRPC 之后，现在开始学 websocket 在 go 语言里的使用了。这里是要跟着做一个聊天室。不禁让我想起那年毕业设计：基于 Java 的即时通讯系统。

大学毕业那会，我一个人搞定了三个毕业设计，一个是邮件收发系统，一个是学生管理系统，我自己的是即时通讯系统。很遗憾，别人的毕设一次性就过了，我自己的反倒去了二辩。不过那时我也不慌，因为都是自己做的，不可能不过。

当时我正在学 Spring 框架，就画了下面的系统架构图，技术栈：HTML 5 + CSS 3 + Jquery + Spring MVC + Spring + Hibernate + MySQL。很遗憾，当时学的是 SpringMVC，其实当时已经有很多人用 SpringBoot 了，因此我选技术的时候就落伍了（当时太年轻，并不是自己选的），这也导致我后来在 Java web 上不愿意再做提升了，就是觉得很遗憾。

系统架构

看看下面界面，这么一个小即时通讯系统，当时觉得还是挺酷的。当时觉得自己懂的好多，HTML 5、 CSS 3 一边学着，学完立马就往即时通讯系统里硬灌，虽然现在看来不成样子，但当时真的特别开心。

记得答辩那天，有个哥们掏出来一个 cmd 命令行程序，界面就是黑窗口，被老师狠狠批了一顿，我当时看着自己的五颜六色的界面，还是挺开心的（虽然四不像，哈哈）。即使一辩挂了回忆还是美美的。

二、WebSocket 简介

WebSocket是一种网络传输协议，可在单个TCP连接上进行全双工通信，位于OSI模型的应用层。WebSocket协议在2011年由IETF标准化为RFC 6455，后由RFC 7936补充规范。Web IDL中的WebSocket API由W3C标准化。

WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器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。

三、WebSocket 的优点

• 较少的控制开销。在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小。在不包含扩展的情况下，对于服务器到客户端的内容，此头部大小只有2至10字节（和数据包长度有关）；对于客户端到服务器的内容，此头部还需要加上额外的4字节的掩码。相对于HTTP请求每次都要携带完整的头部，此项开销显著减少了。
• 更强的实时性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。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；即使是和Comet等类似的长轮询比较，其也能在短时间内更多次地传递数据。
• 保持连接状态。与HTTP不同的是，Websocket需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息。而HTTP请求可能需要在每个请求都携带状态信息（如身份认证等）。
• 更好的二进制支持。Websocket定义了二进制帧，相对HTTP，可以更轻松地处理二进制内容。
• 可以支持扩展。Websocket定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。如部分浏览器支持压缩等。
• 更好的压缩效果。相对于HTTP压缩，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。

四、nhooyr.io/websocket 的使用

毕业设计自然是玩笑，其实大半年前，我也做过另一个即时通讯系统，最开始使用的是腾讯云现成的即时通讯SDK，每个月都是收费的，而且聊天记录不能永久保存。后来我基于 Elasticsearch 和 gorilla/websocket 做了系统重构，替代了腾讯云的收费 SDK。

这次使用 nhooyr.io/websocket 是因为教程里用的是这个库，而且写的优点也挺吸引人的，因此我还是愿意再重试一下这个库。

核心特色如下：

• 有很小且符合 Go 习惯的 API。
• 核心代码 2200 行。
• 一流的 context.Context 支持。
• 有全面的测试。
• 不依赖任何第三方库。
• 支持 JSON 和 ProtoBuf。
• 默认就有高度的性能优化。
• 开箱即用的并发支持。
• 全面的 Wasm 支持。
• CLose handshake。

服务端代码

package main
import (
    "context"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "nhooyr.io/websocket"
    "nhooyr.io/websocket/wsjson"
    "time"
)
func main() {
    http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        fmt.Fprintln(w, "HTTP, Hello")
    })
    http.HandleFunc("/ws", func(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
        conn, err := websocket.Accept(w, req, nil)
        if err != nil {
            log.Println(err)
            return
        }
        defer conn.Close(websocket.StatusInternalError, "内部出错了")
        ctx, cancel := context.WithTimeout(req.Context(), time.Second*10)
        defer cancel()
        var v interface{}
        err = wsjson.Read(ctx, conn, &v)
        if err != nil {
            log.Println(err)
            return
        }
        log.Printf("接收到客户端： %v\n", v)
        err = wsjson.Write(ctx, conn, "Hello WebSocket Client")
        if err != nil {
            log.Println(err)
            return
        }
        conn.Close(websocket.StatusNormalClosure, "")
    })
    log.Fatal(http.ListenAndServe(":2022", nil))
}

客户端代码

package main
import (
    "context"
    "fmt"
    "nhooyr.io/websocket"
    "nhooyr.io/websocket/wsjson"
    "time"
)
func main() {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Minute)
    defer cancel()
    c, _, err := websocket.Dial(ctx, "ws://localhost:2022/ws", nil)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer c.Close(websocket.StatusInternalError, "内部错误！")
    err = wsjson.Write(ctx, c, "Hello WebSocket Server")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    var v interface{}
    err = wsjson.Read(ctx, c, &v)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Printf("接收到服务端响应： %v\n", v)
    c.Close(websocket.StatusNormalClosure, "")
}

运行结果

服务端

客户端