WebSocket协议

1、为何须要 WebSocket？ 

初次接触 WebSocket 的人，都会问一样的问题：咱们已经有了 HTTP 协议，为何还须要另外一个协议？它能带来什么好处？

答案很简单，由于 HTTP 协议有一个缺陷：通讯只能由客户端发起。

举例来讲，咱们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议作不到服务器主动向客户端推送信息。

这种单向请求的特色，注定了若是服务器有连续的状态变化，客户端要获知就很是麻烦。咱们只能使用"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。最典型的场景就是聊天室。

轮询的效率低，很是浪费资源（由于必须不停链接，或者 HTTP 链接始终打开）。所以，工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的。

2、简介                                      

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。全部浏览器都已经支持了。

它的最大特色就是，服务器能够主动向客户端推送信息，客户端也能够主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

其余特色包括：

（1）创建在 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，而且握手阶段采用 HTTP 协议，所以握手时不容易屏蔽，能经过各类 HTTP 代理服务器。

（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通讯高效。

（4）能够发送文本，也能够发送二进制数据。

（5）没有同源限制，客户端能够与任意服务器通讯。

（6）协议标识符是ws（若是加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

 三.WebSocket 的做用                 

其实上面已经讲了它的优势了，不过最近看知乎看到一段有关WebSocket挺有意义的，因此复制来。

在讲Websocket以前，我就顺带着讲下 long poll 和 ajax轮询 的原理。
首先是 ajax轮询 ，ajax轮询 的原理很是简单，让浏览器隔个几秒就发送一次请求，询问服务器是否有新信息。
场景再现：
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：你好烦啊，没有啊。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：好啦好啦，有啦给你。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：。。。。。没。。。。没。。。没有（Response） ---- loop

long poll 
long poll 其实原理跟 ajax轮询 差很少，都是采用轮询的方式，不过采起的是阻塞模型（一直打电话，没收到就不挂电话），也就是说，客户端发起链接后，若是没消息，就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回，返回完以后，客户端再次创建链接，周而复始。
场景再现
客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request）
服务端：额。。 等待到有消息的时候。。来 给你（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request） -loop

从上面能够看出其实这两种方式，都是在不断地创建HTTP链接，而后等待服务端处理，能够体现HTTP协议的另一个特色，被动性。
何为被动性呢，其实就是，服务端不能主动联系客户端，只能有客户端发起。
简单地说就是，服务器是一个很懒的冰箱（这是个梗）（不会、不能主动发起链接），可是上司有命令，若是有客户来，无论多么累都要好好接待。

说完这个，咱们再来讲一说上面的缺陷（原谅我废话这么多吧OAQ）
从上面很容易看出来，无论怎么样，上面这两种都是很是消耗资源的。
ajax轮询 须要服务器有很快的处理速度和资源。（速度）
long poll 须要有很高的并发，也就是说同时接待客户的能力。（场地大小）

 

     经过上面这个例子，咱们能够看出，这两种方式都不是最好的方式，须要不少资源。
一种须要更快的速度，一种须要更多的'电话'。这两种都会致使'电话'的需求愈来愈高。
哦对了，忘记说了HTTP仍是一个无状态协议。（感谢评论区的各位指出OAQ）
通俗的说就是，服务器由于天天要接待太多客户了，是个健忘鬼，你一挂电话，他就把你的东西全忘光了，把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉服务器一遍。

因此在这种状况下出现了，Websocket出现了。
他解决了HTTP的这几个难题。
首先，被动性，当服务器完成协议升级后（HTTP->Websocket），服务端就能够主动推送信息给客户端啦。
因此上面的情景能够作以下修改。
客户端：啦啦啦，我要创建Websocket协议，须要的服务：chat，Websocket协议版本：17（HTTP Request）
服务端：ok，确认，已升级为Websocket协议（HTTP Protocols Switched）
客户端：麻烦你有信息的时候推送给我噢。。
服务端：ok，有的时候会告诉你的。
服务端：balabalabalabala
服务端：balabalabalabala
服务端：哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈
服务端：笑死我了哈哈哈哈哈哈哈

就变成了这样，只须要通过一次HTTP请求，就能够作到源源不断的信息传送了。（在程序设计中，这种设计叫作回调，即：你有信息了再来通知我，而不是我傻乎乎的每次跑来问你）
这样的协议解决了上面同步有延迟，并且还很是消耗资源的这种状况。
那么为何他会解决服务器上消耗资源的问题呢？
其实咱们所用的程序是要通过两层代理的，即HTTP协议在Nginx等服务器的解析下，而后再传送给相应的Handler（PHP等）来处理。
简单地说，咱们有一个很是快速的接线员（Nginx），他负责把问题转交给相应的客服（Handler）。
自己接线员基本上速度是足够的，可是每次都卡在客服（Handler）了，老有客服处理速度太慢。，致使客服不够。
Websocket就解决了这样一个难题，创建后，能够直接跟接线员创建持久链接，有信息的时候客服想办法通知接线员，而后接线员在统一转交给客户。
这样就能够解决客服处理速度过慢的问题了。

同时，在传统的方式上，要不断的创建，关闭HTTP协议，因为HTTP是非状态性的，每次都要 从新传输identity info（鉴别信息），来告诉服务端你是谁。
虽然接线员很快速，可是每次都要听这么一堆，效率也会有所降低的，同时还得不断把这些信息转交给客服，不但浪费客服的 处理时间，并且还会在网路传输中消耗 过多的流量/时间。
可是Websocket只须要 一次HTTP握手，因此说整个通信过程是创建在一次链接/状态中，也就避免了HTTP的非状态性，服务端会一直知道你的信息，直到你关闭请求，这样就解决了接线员要反复解析HTTP协议，还要查看identity info的信息。
同时由 客户主动询问，转换为 服务器（推送）有信息的时候就发送（固然客户端仍是等主动发送信息过来），没有信息的时候就交给 接线员（Nginx），不须要占用自己速度就慢的 客服（Handler）了