一文讀懂 WebSocket 通訊過程與實現

來源:Python那些事

ID:PythonSomething

什麼是 WebSocket ？

WebSocket 是一種標準協議，用於在客戶端和服務端之間進行雙向資料傳輸。但它跟 HTTP 沒什麼關係，它是一種基於 TCP 的一種獨立實現。

以前客戶端想知道服務端的處理進度，要不停地使用 Ajax 進行輪詢，讓瀏覽器隔個幾秒就向伺服器發一次請求，這對伺服器壓力較高。另外一種輪詢就是採用 long poll 的方式，這就跟打電話差不多，沒收到訊息就一直不掛電話，也就是說，客戶端發起連線後，如果沒訊息，就一直不傳回 Response 給客戶端，連線階段一直是阻塞的。

而 WebSocket 解決了 HTTP 的這幾個難題。首先，當伺服器完成協議升級後（ HTTP -> WebSocket ），服務端可以主動推送資訊給客戶端，解決了輪詢造成的同步延遲問題。由於 WebSocket 只需要一次 HTTP 握手，服務端就能一直與客戶端保持通訊，直到關閉連線，這樣就解決了伺服器需要反覆解析 HTTP 協議，減少了資源的開銷。

隨著新標準的推進，WebSocket 已經比較成熟了，並且各個瀏覽器對 WebSocket 的支援情況比較好，有空可以看看。

使用 WebSocket 的時候，前端使用是比較規範的，js 支援 ws 協議，感覺類似於一個輕度封裝的 Socket 協議，只是以前需要自己維護 Socket 的連線，現在能夠以比較標準的方法來進行。

客戶端請求報文及實現

客戶端請求報文：

GET / HTTP/1.1
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Host: example.com
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

與傳統 HTTP 報文不同的地方：

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

這兩行表示發起的是 WebSocket 協議。

Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

Sec-WebSocket-Key 是由瀏覽器隨機生成的，提供基本的防護，防止惡意或者無意的連線。

Sec-WebSocket-Version 表示 WebSocket 的版本，最初 WebSocket 協議太多，不同廠商都有自己的協議版本，不過現在已經定下來了。如果服務端不支援該版本，需要傳回一個 Sec-WebSocket-Versionessay-header，裡麵包含服務端支援的版本號。

建立 WebSocket 物件：

var ws = new websocket("ws://127.0.0.1:8001");

ws 表示使用 WebSocket 協議，後面接地址及埠

完整的客戶端程式碼：