WebSocket 原理-CFANZ编程社区

一、什么是 WebSocket

WebSocket 是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。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，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

WebSocket 本质上一种计算机网络应用层的协议，用来弥补 http 协议在持久通信能力上的不足。

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。现在最新版本浏览器都已经支持了。

WebSocket 的其他特点包括：

（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。

二、为什么需要 WebSocket？

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？
因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，不具备服务器推送能力。比如，我们想了解查询今天的实时数据，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。轮询的效率低，非常浪费资源。

传统的实现即时通信的方式

在 WebSocket 协议出现以前，创建一个和服务端进双通道通信的 web 应用，需要依赖HTTP协议，进行不停的轮询，这会导致一些问题：
服务端被迫维持来自每个客户端的大量不同的连接大量的轮询请求会造成高开销。

因为http协议本身是没有持久通信能力的，但是我们在实际的应用中，是很需要这种能力的，所以为了解决这些问题，WebSocket 协议由此而生。

三、WebSocket 与 HTTP 的区别

WebSocket 与 HTTP 的关系图：

在这里插入图片描述
相同点：都是一样基于TCP的，都是可靠性传输协议。都是应用层协议。

联系： WebSocket在建立握手时，数据是通过HTTP传输的。但是建立之后，在真正传输时候是不需要HTTP协议的。

不同点：
1、 WebSocket 是双向通信协议，模拟 Socket 协议，可以双向发送或接受信息，而 HTTP 是单向的；
2、 WebSocket 是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的，而 http 是浏览器发起向服务器的连接。
3、虽然 HTTP/2 也具备服务器推送功能，但 HTTP/2 只能推送静态资源，无法推送指定的信息。

四、WebSocket协议的原理

与http协议一样， WebSocket 协议也需要通过已建立的TCP连接来传输数据。具体实现上是通过http协议建立通道，然后在此基础上用真正 WebSocket 协议进行通信，所以WebSocket协议和http协议是有一定的交叉关系的。

首先， WebSocket 是一个持久化的协议，相对于 HTTP 这种非持久的协议来说。简单的举个例子吧，用目前应用比较广泛的 PHP 生命周期来解释。

HTTP 的生命周期通过 Request 来界定，也就是一个 Request 一个 Response ，那么在 HTTP1.0 中，这次 HTTP 请求就结束了。

在 HTTP1.1 中进行了改进，使得有一个 keep-alive，也就是说，在一个 HTTP 连接中，可以发送多个 Request，接收多个 Response。但是请记住 Request = Response，在 HTTP 中永远是这样，也就是说一个 Request 只能有一个 Response。而且这个 Response 也是被动的，不能主动发起。

WebSocket 连接的过程是：

首先，客户端发起http请求，经过3次握手后，建立起TCP连接；http 请求里存放 WebSocket 支持的版本号等信息，如：Upgrade、Connection、WebSocket-Version等；
然后，服务器收到客户端的握手请求后，同样采用HTTP协议回馈数据；
最后，客户端收到连接成功的消息后，开始借助于TCP传输信道进行全双工通信。

五、WebSocket 的优缺点

优点：

WebSocket 协议一旦建议后，互相沟通所消耗的请求头是很小的
服务器可以向客户端推送消息了

缺点：

少部分浏览器不支持，浏览器支持的程度与方式有区别（IE10）

七、WebSocket 在Vue 中的使用

在Vue 使用WebSocket 需要注意以下几点：

（1）首先需要判断浏览器是否支持WebSocket
在这里插入图片描述

（2）在组件加载的时候连接WebSocket ，在组件销毁的时候断开WebSocket

核心代码

<template>
    <div>
        <button @click="send">发消息</button>
    </div>
</template>

<script>
export default {
    data () {
        return {
            path:"ws://192.168.0.200:8005/qrCodePage/ID=1/refreshTime=5",
            socket:""
        }
    },
    mounted () {
        // 初始化
        this.init()
    },
    methods: {
        init: function () {
            if(typeof(WebSocket) === "undefined"){
                alert("您的浏览器不支持socket")
            }else{
                // 实例化socket
                this.socket = new WebSocket(this.path)
                // 监听socket连接
                this.socket.onopen = this.open
                // 监听socket错误信息
                this.socket.onerror = this.error
                // 监听socket消息
                this.socket.onmessage = this.getMessage
            }
        },
        open: function () {
            console.log("socket连接成功")
        },
        error: function () {
            console.log("连接错误")
        },
        getMessage: function (msg) {
            console.log(msg.data)
        },
        send: function () {
            this.socket.send(params)
        },
        close: function () {
            console.log("socket已经关闭")
        }
    },
    destroyed () {
        // 销毁监听
        this.socket.onclose = this.close
    }
}
</script>

<style>

</style>