Websocket

1.什么是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。

• Tcp,英文全称为Transmission Control Protocol，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。通俗一点理解就是在网络世界里的一种信息传递方式，像是现实生活中的写信等等，是电子设备传递信息的一种方式。
• 全双工，通讯传输的一种方式。除了全双工外，还有半双工和单工。单工指数据只能单向传输，半双工指数据可以双向传输，但是同一时刻只能有一方传输数据，全双工就是指双方可以同时传数据。通俗一点可以理解为单工是单向车道，半双工是潮汐车道，全双工就是双向车道。

2.Websocket背景

起初，浏览器是request——response模式，只有当用户向浏览器发送了请求，浏览器才能将数据发送给用户，这种模式下并不支持浏览器主动向用户发送数据，像如今的热门推送，在当时都是无法实现的，当时能做到的最多就是以静态页面的形式推送信息，根本无法和今天的动态获取热门信息相比。为了实现web 页面和服务器之间的实时交互通信，当时的开发人员滥用 XMLHttpRequest 来实现这一功能。最出名的就是长轮询，也就是让 HTTP 连接保持打开状态意味着只要连接保持打开状态，服务器就可以继续持续响应数据，以此来实现服务器与客户端的双向通信。

长轮询是对原有的询问技术的一种更有效的利用方式，但是向服务器发送重复请求会浪费资源，这需要为每个新传入的请求建立连接，并解析请求的 HTTP 头部，执行对新数据的查询，并且必须生成和交付响应，但是交付的响应往往是没有新数据的。然后又必须关闭连接并清除所有资源。这就对浏览器的性能造成了很大的浪费。直至2008年Websocket被首次提出，时至今日，Websocket已被所有的主流浏览器所支持，前景良好。

3.Websocket的特点

1. 建立在 TCP /IP堆栈之上的一个微型传输层，服务器端的实现比较容易。
2. 与 HTTP 协议有着良好的兼容性。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。

4.简单的websocket尝试

下面是server.js里的代码，也就是我用node写的简易服务器的代码。由于只是一个练习的小测试，因此并没有什么详细的处理数据的代码，其中的handleOpen()，handleClose()，handleError()，handleConnection(ws)分别是当websocket服务打开，关闭，出错，链接上的时候的相关函数，我只写了打印一句话的代码。handleMessage()是将消息发送给每一个对象的函数

const Ws = require('ws');
;((Ws) => {
    const server = new Ws.Server({  port: 8080  });
    const init = () =>{
        bindEvent();
    }
    function bindEvent(){
        server.on('open', handleOpen);
        server.on('close', handleClose);
        server.on('error', handleError);
        server.on('connection', handleConnection);
    }
    function handleOpen(){
        console.log("Websocket open");
    }
    function handleClose(){
        console.log("Websocket close");
    }
    function handleError(){
        console.log("Websocket error");
    }
    function handleConnection(ws){
        console.log("Websocket connected");
        ws.on('message',handleMessage);
    }
    function handleMessage(msg){
        server.clients.forEach(function(c){
            c.send(msg.toString());
        })
    }
    init();
})(Ws);

下面就是我在js中写的代码了，也就是前端使用websocket服务的时候需要在html使用的js中写的代码。在bindEvent函数中写下监听事件，来实现对应功能的响应。例如当发送按钮按下的时候，执行handleSendBtnClick函数，判断信息是否为空，为空则为误触，否则使用ws.send将信息传递给服务器。handleOpen函数则是用来判断函数名是否存在的，若不存在，则代表没有登录，跳转到登录页面。由于是练习用的，我直接将登录后的用户名存在了本地，在接受信息的时候，也只是简单的根据用户名判断是否为本人，再来使用不同的渲染方式。

;((doc,WebSocket,storage,location) =>{
    const oList = doc.querySelector(".room")
    const oMsg = doc.querySelector(".write")
    const oSendBtn = doc.querySelector(".send")
    const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080')
    let username = '';
 
    const init = () => {
        bindEvent();
    }
   
    function bindEvent(){
        oSendBtn.addEventListener('click',handleSendBtnClick,false);
        ws.addEventListener("open",handleOpen,false);
        ws.addEventListener("close",handleClose,false);
        ws.addEventListener("error",handleError,false);
        ws.addEventListener("message",handleMessage,false);
    }
 
    function handleSendBtnClick(){
        const msg = oMsg.innerHTML;
        if(!msg.trim().length){
            return;
        }
        ws.send(
            JSON.stringify({
                user:username,
                dateTime: new Date().getTime(),
                message:msg
            })
        );
        oMsg.innerHTML = ''
    }
    function handleOpen(e){
        console.log("Websocket open",e);
        username = Localstorage.getItem("username");
        if(!username){
            location.href = 'entry.html';
            return; 
        }
    }
    function handleClose(e){
        console.log("Websocket close",e);
    }
    function handleError(e){
        console.log("Websocket error",e);
    }
    function handleMessage(e){
        console.log("Websocket message");
        const msgData = typeof e.data =='string' ? JSON.parse(e.data) :e.data;
        console.log(msgData)
        oList.appendChild(crerateMsg(msgData))
    }
 
    function crerateMsg(data){
        const { user , dateTime , message } = data;
        const oItem = doc.createElement('div');
        if(user == storage.getItem("username")){
            oItem.innerHTML = `
            <div class="mine">
                <div class="usermessage">
                    <img class="headphoto" src="./img/myheader.jpg">
                    <div class="usernamediv">${ user }</div>
                </div>
                <div class="messagediv"><span class="message">${ message }</span></div>
            </div>
            `;
        }else{
            oItem.innerHTML = `
            <div class="others">
                <div class="usermessage">
                    <img class="headphoto" src="./img/headerfive.jpg">
                    <div class="othernamediv">${ user }</div>
                </div>
                <div class="messagediv"><span class="othermessage">${ message }</span></div>
            </div>
            `;
        }
        return oItem
    }
 
    init();
})(document,WebSocket,localStorage,location);

5.Websocket心跳机制

由于Websocket下客户端和服务器之间的联系是长时间存在的，有时会就会存在用户长时间未进行操作，也就是客户端和服务器之间长时间不存在通信，此时服务器端是很难判断是用户未进行操作还是连接意外中断，因此就产生了Websocket心跳机制和重连机制。心跳机制是客户端每隔一段时间就会向服务器发送一个数据包，来让服务器得知连接无恙，而服务器在获取到数据包之后，也会给客户端发送一个数据包，让客户端得知连接无恙，倘若出现问题，则代表连接出现问题，进行重连。