前言

日常工作中，在不刷新頁面的情況下發(fā)送消息并獲得即時響應(yīng)是我們認為理所當(dāng)然的事情。但在過去，啟用實時功能對開發(fā)人員來說是一個真正的挑戰(zhàn)。開發(fā)者社區(qū)從 HTTP 長輪詢和 AJAX 走過了漫長的道路，終于找到了構(gòu)建真正實時應(yīng)用程序的解決方案。

這個解決方案以 WebSockets 的形式出現(xiàn)，它可以在用戶的瀏覽器和服務(wù)器之間打開一個交互式會話。 WebSockets 允許瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送消息并接收事件驅(qū)動的響應(yīng)，而無需輪詢服務(wù)器以獲取回復(fù)。

目前，WebSockets 是構(gòu)建實時應(yīng)用程序的第一大解決方案：在線游戲、即時通訊、跟蹤應(yīng)用程序等。

本文將解釋 WebSockets 的運作方式，然后使用 Go 語言構(gòu)建一個簡單的 WebSocket 應(yīng)用程序。

什么是 WebSockets

簡而言之，WebSocket是一種 Web 技術(shù)，可以通過持久的單個套接字連接實現(xiàn)客戶端和服務(wù)器之間的雙向，全雙工通信。WebSocket 是為 Web 應(yīng)用程序開發(fā)人員提供基本上是一個接近原始的TCP通信層。

WebSocket 連接以 HTTP 請求/響應(yīng)握手啟動。如果此初始握手成功，則客戶端和服務(wù)器已同意使用為 HTTP 請求作為 WebSocket 連接建立的現(xiàn)有 TCP / IP 連接。只要需要一旦 WebSocket 連接服務(wù)了它的目的，它可以通過關(guān)閉握手終止，客戶端和服務(wù)器都可以啟動。

WebSockets 標(biāo)志著 Web 開發(fā)的轉(zhuǎn)折點。直到 WebSockets 的出現(xiàn)，實時網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn)和慢于我們習(xí)慣于現(xiàn)在;它是通過使用像 Ajax 和 Comet? ?（長）輪詢??的技術(shù)提供的技術(shù)，這些輪詢沒有真正優(yōu)化用于實時應(yīng)用。

WebSocket 技術(shù)具有廣泛的適用性。您可以在不同的目的中使用它，例如后端服務(wù)之間的流數(shù)據(jù)，或者通過長期的全雙工連接連接前端。簡而言之，WebSockets 是架構(gòu)事件驅(qū)動的系統(tǒng)和構(gòu)建實時應(yīng)用程序和服務(wù)的絕佳選擇，在那里它必須隨時隨地提供數(shù)據(jù)所必需的數(shù)據(jù)。

我們可以將 WebSocket 用例大致分為兩個不同的類別：

• 實時更新。通信是單向的，服務(wù)器將低延遲（通常是頻繁的）更新流式傳輸?shù)娇蛻舳?。想想現(xiàn)場體育更新、警報、實時儀表板或位置跟蹤，僅舉幾個用例
• 雙向通信。客戶端和服務(wù)器都發(fā)送和接收消息。示例包括聊天，虛擬事件和虛擬教室（最后兩個通常涉及輪詢，測驗和 Q＆AS ）等功能。WebSocket 還可用于支撐多用戶同步協(xié)作功能，例如同時編輯同一文檔的多個人員?

網(wǎng)絡(luò)套接字與 WebSockets

網(wǎng)絡(luò)套接字，或簡稱為套接字，用作在同一臺計算機或同一網(wǎng)絡(luò)上不同計算機上運行的應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部端點。

套接字是基于 Unix 和 Windows 的操作系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它們使開發(fā)人員更容易創(chuàng)建支持網(wǎng)絡(luò)的軟件。應(yīng)用程序開發(fā)人員可以在他們的程序中包含套接字，而不是從頭開始構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)連接。由于網(wǎng)絡(luò)套接字用于多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（HTTP、FTP 等），因此可以同時使用多個套接字。

套接字是由套接字的應(yīng)用程序編程接口 (API) 定義的一組函數(shù)調(diào)用創(chuàng)建和使用的。

有幾種類型的網(wǎng)絡(luò)套接字：

• 數(shù)據(jù)報套接字(SOCK_DGRAM)，也稱為無連接套接字，使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (UDP)。數(shù)據(jù)報套接字支持雙向消息流并保留記錄邊界。
• 流式套接字(SOCK_STREAM)，也稱為面向連接的套接字，使用傳輸控制協(xié)議 (TCP)、流控制傳輸協(xié)議 (SCTP) 或數(shù)據(jù)報擁塞控制協(xié)議 (DCCP)。這些套接字提供雙向、可靠、有序且不重復(fù)的數(shù)據(jù)流，沒有記錄邊界。
• 原始套接字(raw IP sockets) 通常在路由器和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中可用。這些套接字通常是面向數(shù)據(jù)報的，盡管它們的確切特性取決于協(xié)議提供的接口。大多數(shù)應(yīng)用程序不使用原始套接字。提供它們是為了支持新通信協(xié)議的開發(fā)，并提供對現(xiàn)有協(xié)議更深奧的設(shè)施的訪問。

套接字通信

每個網(wǎng)絡(luò)套接字由地址標(biāo)識，地址是傳輸協(xié)議、IP 地址和端口號的三元組。

主機之間的通信主要有兩種協(xié)議：TCP 和 UDP。讓我們看看您的應(yīng)用程序如何連接到 TCP 和 UDP 套接字。

• 連接到 TCP 套接字

為了建立 TCP 連接，Go 客戶端使用 net 包中的 DialTCP 函數(shù)。 DialTCP 返回一個 TCPConn 對象。建立連接后，客戶端和服務(wù)器開始交換數(shù)據(jù)：客戶端通過 TCPConn 對象向服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器解析請求并發(fā)送響應(yīng)，TCPConn 對象接收服務(wù)器的響應(yīng)。

此連接保持有效，直到客戶端或服務(wù)器關(guān)閉它。創(chuàng)建連接的函數(shù)如下：

客戶端代碼：

// init
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr(resolver, serverAddr)
if err != nil {
// handle error
}
conn, err := net.DialTCP(network, nil, tcpAddr)
if err != nil {
// handle error
}

// send message
_, err = conn.Write({message})
if err != nil {
// handle error
}

// receive message
var buf [{buffSize}]byte
_, err := conn.Read(buf[0:])
if err != nil {
// handle error
}

服務(wù)端代碼：

// init
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr(resolver, serverAddr)
if err != nil {
// handle error
}

listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
if err != nil {
// handle error
}

// listen for an incoming connection
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
// handle error
}

// send message
if _, err := conn.Write({message}); err != nil {
// handle error
}
// receive message
buf := make([]byte, 512)
n, err := conn.Read(buf[0:])
if err != nil {
// handle error
}

• 連接到 UDP 套接字

與 TCP 套接字相比，使用 UDP 套接字時，客戶端只需向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)報。沒有 Accept 函數(shù)，因為服務(wù)器不需要接受連接，只是等待數(shù)據(jù)報到達。

其他 TCP 函數(shù)有 UDP 對應(yīng)函數(shù)；只需在上面的函數(shù)中將 TCP 替換為 UDP 即可。

客戶端：

// init
raddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", address)
if err != nil {
// handle error
}

conn, err := net.DialUDP("udp", nil, raddr)
if err != nil {
// handle error
}
.......
// send message
buffer := make([]byte, maxBufferSize)
n, addr, err := conn.ReadFrom(buffer)
if err != nil {
// handle error
}
.......
// receive message
buffer := make([]byte, maxBufferSize)
n, err = conn.WriteTo(buffer[:n], addr)
if err != nil {
// handle error
}

服務(wù)端：

// init
udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr(resolver, serverAddr)
if err != nil {
// handle error
}

conn, err := net.ListenUDP("udp", udpAddr)
if err != nil {
// handle error
}
.......
// send message
buffer := make([]byte, maxBufferSize)
n, addr, err := conn.ReadFromUDP(buffer)
if err != nil {
// handle error
}
.......
// receive message
buffer := make([]byte, maxBufferSize)
n, err = conn.WriteToUDP(buffer[:n], addr)
if err != nil {
// handle error
}

總結(jié)

WebSocket 通信包通過單個 TCP 連接提供全雙工通信通道。這意味著客戶端和服務(wù)器都可以在需要時同時發(fā)送數(shù)據(jù)而無需任何請求。

對于需要持續(xù)數(shù)據(jù)交換的服務(wù)，例如即時通訊、在線游戲和實時交易系統(tǒng)，WebSockets 是一個很好的解決方案。您可以在 Internet 工程任務(wù)組 (IETF) ? ?RFC 6455 規(guī)范??中找到有關(guān) WebSocket 協(xié)議的完整信息。

WebSocket 連接由瀏覽器請求并由服務(wù)器響應(yīng)，然后建立連接。這個過程通常稱為握手。 WebSockets 中的特殊類型的標(biāo)頭只需要瀏覽器和服務(wù)器之間的一次握手即可建立一個在其生命周期內(nèi)保持活動狀態(tài)的連接。

WebSocket 協(xié)議使用端口 80 進行不安全連接，使用端口 443 進行安全連接。 WebSocket 規(guī)范確定 ws (WebSocket) 和 wss (WebSocket Secure) 協(xié)議需要哪些統(tǒng)一的資源標(biāo)識符方案。

這是客戶端請求的樣子：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com

這是服務(wù)器響應(yīng)：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocketConnection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

WebSockets 解決了開發(fā)實時 Web 應(yīng)用程序的許多難題，并且與傳統(tǒng) HTTP 相比具有以下幾個優(yōu)點：

• 輕量級報頭減少了數(shù)據(jù)傳輸開銷。
• 單個 Web 客戶端只需要一個 TCP 連接。
• WebSocket 服務(wù)器可以將數(shù)據(jù)推送到 Web 客戶端。

WebSocket 協(xié)議實現(xiàn)起來比較簡單。它使用 HTTP 協(xié)議進行初始握手。成功握手后，建立連接，WebSocket 本質(zhì)上使用原始 TCP 讀取/寫入數(shù)據(jù)。

到此這篇關(guān)于Go 實現(xiàn) WebSockets和什么是 WebSockets的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go 實現(xiàn) WebSockets內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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