學習 NodeJS 第八天:Socket 通訊實例
前言
一般來講,HTTP 是基于文本的“單向”通訊機制。這里所謂的“單向”,乃相對于“雙向”而言,因為 HTTP 服務器只需根據(jù)請求返還恰當?shù)?HTML 給客戶端即可,不涉及客戶端向服務端的通訊。這種單向的機制比較簡單,對網(wǎng)絡質(zhì)量要求也不高。而更多的場景則是需要可靠、穩(wěn)定的端到端連接。一般這種服務是實時的、有態(tài)的而且是長連接,長連接則暗示兩段須達致相向通訊的能力,也就說是服務端客戶端兩者間能夠?qū)崟r地相互間通信。毫無疑問,能夠?qū)崟r通信的服務器正是我們對服務器基本要求之一。區(qū)別于 HTTP 服務器以 HTTP 為通訊協(xié)議, 實時服務器一般采用較為底層的 TCP/IP 為協(xié)議通訊,實現(xiàn)了“套字節(jié) Socket”的雙向機制。
Socket 是根據(jù)博克萊 (U.C.Berkley) 大學早期發(fā)展的 Socket 概念寫成的,其設計理念是是將網(wǎng)絡傳輸類比成文件的讀取與寫入 (傳送的動作被視為是寫入/接收的動作被視為是讀取),如此、傳送與接收就簡化為編程人員比較容易懂的 讀取與寫入,降低了網(wǎng)絡編程的學習困難度。
聊天室服務器
聊天室的實時連接基于底層的 TCP 直接連接,為此我們須調(diào)用 Node 的 TCP 模塊。如果不太熟悉所謂 TCP 網(wǎng)絡編程?太底層了是不是?沒關系,我也不熟悉,邊學邊做嘛,只不過千萬不必因為遇到陌生的詞匯而害怕,其實這樣原理并不深奧,而且下面的例子也十分的簡單易懂!咱們就從最簡單的開始吧,下面代碼僅僅十行,它的作用是服務器向客戶端輸出一段文本,完成 Sever --> Client 的單向通訊。
// Sever --> Client 的單向通訊 var net = require('net'); var chatServer = net.createServer(); chatServer.on('connection', function(client) { client.write('Hi!\n'); // 服務端向客戶端輸出信息,使用 write() 方法 client.write('Bye!\n'); client.end(); // 服務端結束該次會話 }); chatServer.listen(9000);
客戶端可以是系統(tǒng)自帶的 Telnet:
telnet 127.0.0.1 9000
執(zhí)行 telnet 后,與服務點連接,反饋 Hi! Bye! 的字符,并立刻結束服務端程序終止連接。如果我們要服務端接到到客戶端的信息?可以監(jiān)聽 server.data 事件并且不要中止連接(否則會立刻結束無法接受來自客戶端的消息):
// 在前者的基礎上,實現(xiàn) Client --> Sever 的通訊,如此一來便是雙向通訊 var net = require('net'); var chatServer = net.createServer(), clientList = []; chatServer.on('connection', function(client) { // JS 可以為對象自由添加屬性。這里我們添加一個 name 的自定義屬性,用于表示哪個客戶端(客戶端的地址+端口為依據(jù)) client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort; client.write('Hi ' + client.name + '!\n'); clientList.push(client); client.on('data', function(data) { broadcast(data, client);// 接受來自客戶端的信息 }); }); function broadcast(message, client) { for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) { if(client !== clientList[i]) { clientList[i].write(client.name + " says " + message); } } } chatServer.listen(9000);
這里要說明一下的是,不不同操作系統(tǒng)對端口范圍的限制不一樣,有可能是隨機的。
那么上面是不是一個完整功能的代碼呢?我們說還有一個問題沒有考慮進去:那就是一旦某個客戶端退出,卻仍保留在 clientList 里面,這明顯是一個空指針(NullPoint)。如果是在這樣的話我們寫程序太脆弱了,能不能更健壯一些?——請接著看。
首先我們簡單地把 client 從數(shù)組 clientList 中移除掉。完成這工作一點都不困難。Node TCP API 已經(jīng)為我們提供了 end 事件,即客戶端中止與服務端連接的時候發(fā)生。移除 client 對象的代碼如下:
chatServer.on('connection', function(client) { client.name = client.remoteAddress + ':' + client.remotePort client.write('Hi ' + client.name + '!\n'); clientList.push(client) client.on('data', function(data) { broadcast(data, client) }) client.on('end', function() { clientList.splice(clientList.indexOf(client), 1); // 刪除數(shù)組中的制定元素。這是 JS 基本功哦~ }) })
但是我們還不敢說上述代碼很健壯,因為一旦 end 沒有被觸發(fā),異常仍然存在著。下面我們看看解決之道:重寫 broadcast():
function broadcast(message, client) { var cleanup = [] for(var i=0;i<clientList.length;i+=1) { if(client !== clientList[i]) { if(clientList[i].writable) { // 先檢查 sockets 是否可寫 clientList[i].write(client.name + " says " + message) } else { cleanup.push(clientList[i]) // 如果不可寫,收集起來銷毀。銷毀之前要 Socket.destroy() 用 API 的方法銷毀。 clientList[i].destroy() } } } //Remove dead Nodes out of write loop to avoid trashing loop index for(i=0;i<cleanup.length;i+=1) { clientList.splice(clientList.indexOf(cleanup[i]), 1) } }
TCP API 中還提供一個 error 事件,用于捕捉客戶端的異常:
client.on('error', function(e) { console.log(e); });
Node 網(wǎng)絡編程的 API 還豐富,此次僅僅是個入門,更多的內(nèi)容請接著看,關于瀏覽器 Socket 應用。
Socket.IO
前面說到,瀏覽器雖然也屬于客戶端的一種,但僅支持“單工”的 HTTP 通訊。有見及此,HTML5 新規(guī)范中推出了基于瀏覽器的 WebSocket,開發(fā)了底層的接口,允許我們能進行 更強大的操作,超越以往的 XHR。
如第一個例子那般,我們無須第三方框架就可以直接與 Node TCP 服務器 進行 Socket 通訊。
但我們又要認清一個事實,不是每個瀏覽器都可以順利支持 WebSocket 的。于是 Socket.IO (http://socket.io)出現(xiàn)了,它提供了不支持 WebSocket 時候的降級支持,同時使得一些舊版本的瀏覽器也可以“全雙工”地工作。優(yōu)先使用的順序如下:
- WebSocket
- Socket over Flash API
- XHR Polling 長連接
- XHR Multipart Streaming
- Forever Iframe
- JSONP Polling
經(jīng)過封裝,我們可以不探究客戶端使用上述哪一種技術達致“全雙工”;而我們編寫代碼時,亦無論考慮哪種放法,因為 Socket.IO 給我們的 API 只有一套。了解 Socket.IO 其用法就可以了。
先在瀏覽器部署 Socket.IO 的前端代碼:
<!DOCTYPE html> <html> <body> <script src="/socket.io/socket.io.js"></script> <script> var socket = io.connect('http://localhost:8080'); // 當服務端發(fā)送一條消息到客戶端,message 事件即被觸發(fā)。我們把消息在控制臺打印出來 socket.on('message', function(data){ console.log(data) }) </script> </body> </html>
服務端 Node 代碼:
var http = require('http'), io = require('socket.io'), fs = require('fs'); // 雖然我們這里使用了同步的方法,那會阻塞 Node 的事件循環(huán),但是這是合理的,因為 readFileSync() 在程序周期中只執(zhí)行一次,而且更重要的是,同步方法能夠避免異步方法所帶來的“與 SocketIO 之間額外同步的問題”。當 HTML 文件讀取完畢,而且服務器準備好之后,如此按照順序去執(zhí)行就能讓客戶端馬上得到 HTML 內(nèi)容。 var sockFile = fs.readFileSync('socket.html'); // Socket 服務器還是構建于 HTTP 服務器之上,因此先調(diào)用 http.createServer() server = http.createServer(); server.on('request', function(req, res){ // 一般 HTTP 輸出的格式 res.writeHead(200, {'content-type': 'text/html'}); res.end(sockFile); }); server.listen(8080); var socket = io.listen(server); // 交由 Socket.io 接管 // Socket.io 真正的連接事件 socket.on('connection', function(client){ console.log('Client connected'); client.send('Welcome client ' + client.sessionId); // 向客戶端發(fā)送文本 });
當客戶端連接時,服務端會同時出發(fā)兩個事件:server.onRequest 和 Socket.onConnection。它們之間有什么區(qū)別呢?區(qū)別在于 Socket 的是持久性的。
多個 Socket 連接,先是客戶端代碼:
<!DOCTYPE html> <html> <body> <script src="/socket.io/socket.io.js"></script> <script> var upandrunning = io.connect('http://localhost:8080/upandrunning'); var weather = io.connect('http://localhost:8080/weather'); upandrunning.on('message', function(data){ document.write('<br /><br />Node: Up and Running Update<br />'); document.write(data); }); weather.on('message', function(data){ document.write('<br /><br />Weather Update<br />'); document.write(data); }); </script> </body> </html>
服務端代碼:
var sockFile = fs.readFileSync('socket.html'); server = http.createServer(); server.on('request', function(req, res){ res.writeHead(200, {'content-type': 'text/html'}); res.end(sockFile); }); server.listen(8080); var socket = io.listen(server); socket.of('/upandrunning') .on('connection', function(client){ console.log('Client connected to Up and Running namespace.'); client.send("Welcome to 'Up and Running'"); }); socket.of('/weather') .on('connection', function(client){ console.log('Client connected to Weather namespace.'); client.send("Welcome to 'Weather Updates'"); });
如上代碼,我們可以劃分多個命名空間,分別是 upandrunning 和 weather。
關于 Express 中使用 Soclet.io,可以參考《Node:Up and Ruuning》一書的 7.2.2 小節(jié)。
今晚時間的關系,涉及 Socket.io 許多方面還沒有談,容小弟我日后再了解。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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