WebSocket 是一種用于實(shí)現(xiàn)持久連接的通信協(xié)議，用于在客戶端和服務(wù)端之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。但它跟 HTTP 沒(méi)什么關(guān)系，它是一種基于 TCP 的一種獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。

以前客戶端想知道服務(wù)端的處理進(jìn)度，要不停地使用 Ajax 進(jìn)行輪詢，讓瀏覽器隔個(gè)幾秒就向服務(wù)器發(fā)一次請(qǐng)求，這對(duì)服務(wù)器壓力較高。另外一種輪詢就是采用 long poll 的方式，這就跟打電話差不多，沒(méi)收到消息就一直不掛電話，也就是說(shuō)，客戶端發(fā)起連接后，如果沒(méi)消息，就一直不返回 Response 給客戶端，連接階段一直是阻塞的。

而 WebSocket 解決了 HTTP 的這幾個(gè)難題。首先，當(dāng)服務(wù)器完成協(xié)議升級(jí)后（ HTTP -> WebSocket ），服務(wù)端可以主動(dòng)推送信息給客戶端，解決了輪詢?cè)斐傻耐窖舆t問(wèn)題。由于 WebSocket 只需要一次 HTTP 握手，服務(wù)端就能一直與客戶端保持通訊，直到關(guān)閉連接，這樣就解決了服務(wù)器需要反復(fù)解析 HTTP 協(xié)議，減少了資源的開銷。

WebSocket協(xié)議支持（在受控環(huán)境中運(yùn)行不受信任的代碼的）客戶端與（選擇加入該代碼的通信的）遠(yuǎn)程主機(jī)之間進(jìn)行全雙工通信。用于此的安全模型是Web瀏覽器常用的基于原始的安全模式。 協(xié)議包括一個(gè)開放的握手以及隨后的TCP層上的消息幀。 該技術(shù)的目標(biāo)是為基于瀏覽器的、需要和服務(wù)器進(jìn)行雙向通信的（服務(wù)器不能依賴于打開多個(gè)HTTP連接（例如，使用XMLHttpRequest或和長(zhǎng)輪詢））應(yīng)用程序提供一種通信機(jī)制。

WebSocket 的原理

在理解 WebSocket 的工作原理之前，我們首先要了解 HTTP 協(xié)議的短連接性質(zhì)。在傳統(tǒng)的 HTTP 通信中，客戶端發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器，服務(wù)器響應(yīng)后就關(guān)閉連接，這導(dǎo)致了每個(gè)請(qǐng)求都需要建立和關(guān)閉連接，而這些連接的建立和關(guān)閉會(huì)消耗網(wǎng)絡(luò)資源和時(shí)間。

WebSocket 的原理是在 HTTP 協(xié)議上建立一種全雙工的通信方式，使得客戶端和服務(wù)器之間可以建立一次連接，然后保持這個(gè)連接的開放狀態(tài)，而不需要在每次通信后關(guān)閉連接。這種持久連接使得服務(wù)器可以主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)，而不需要等待客戶端的請(qǐng)求。

WebSocket 的工作過(guò)程

下面是 WebSocket 的工作過(guò)程，包括握手階段和通信階段：

握手階段：

a. 客戶端發(fā)起一個(gè) HTTP 請(qǐng)求，請(qǐng)求升級(jí)到 WebSocket 協(xié)議。這個(gè)請(qǐng)求包含了一些特殊的頭信息，表明客戶端希望建立 WebSocket 連接。

b. 服務(wù)器收到這個(gè)請(qǐng)求后，會(huì)進(jìn)行升級(jí)協(xié)議的操作，如果支持 WebSocket，它將回復(fù)一個(gè) HTTP 101 狀態(tài)碼，表示成功升級(jí)到 WebSocket 協(xié)議。

c. 一旦協(xié)議升級(jí)完成，客戶端和服務(wù)器之間的連接就變成了全雙工，保持開放狀態(tài)，可以雙向通信。

通信階段：

a. 客戶端和服務(wù)器可以互相發(fā)送消息，這些消息都是以幀（frames）的形式進(jìn)行傳輸，而不是傳統(tǒng)的 HTTP 請(qǐng)求和響應(yīng)。

b. 服務(wù)器可以主動(dòng)向客戶端推送消息，而客戶端也可以主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送消息。這種雙向通信在實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中非常有用，比如在線聊天、股票市場(chǎng)數(shù)據(jù)推送等。

關(guān)閉連接：

a. 當(dāng)雙方中的一方?jīng)Q定關(guān)閉連接時(shí)，它會(huì)發(fā)送一個(gè)關(guān)閉幀，通知另一方關(guān)閉連接。

b. 另一方收到關(guān)閉幀后，也會(huì)回復(fù)一個(gè)關(guān)閉幀，然后雙方都關(guān)閉連接。

為什么 WebSocket 可以實(shí)現(xiàn)持久連接？

WebSocket 可以實(shí)現(xiàn)持久連接的原因有以下幾點(diǎn)：

協(xié)議支持：WebSocket 是一種專門設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)持久連接的協(xié)議，與傳統(tǒng)的 HTTP 不同。HTTP 是一種請(qǐng)求-響應(yīng)協(xié)議，每次請(qǐng)求后都會(huì)關(guān)閉連接。WebSocket 則建立在一次握手之后，保持連接開放狀態(tài)，允許雙向通信。

資源節(jié)約：傳統(tǒng)的 HTTP 建立和關(guān)閉連接會(huì)消耗網(wǎng)絡(luò)資源和時(shí)間。WebSocket 的持久連接避免了這種開銷，因此更適用于實(shí)時(shí)通信的場(chǎng)景。

實(shí)時(shí)性：在某些應(yīng)用中，特別是需要實(shí)時(shí)性的應(yīng)用，WebSocket 的持久連接允許服務(wù)器主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)，而不需要等待客戶端的請(qǐng)求。這對(duì)于在線聊天、實(shí)時(shí)游戲、股票市場(chǎng)數(shù)據(jù)等應(yīng)用非常重要。

Node.js創(chuàng)建WebSocket 的示例

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的 WebSocket 示例，使用 Node.js 來(lái)創(chuàng)建一個(gè) WebSocket 服務(wù)器和一個(gè) WebSocket 客戶端：

WebSocket 服務(wù)器示例（Node.js）：

const WebSocket = require('ws');

const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  console.log('Client connected');

  ws.on('message', (message) => {
    console.log(`Received: ${message}`);
    ws.send(`You sent: ${message}`);
  });

  ws.on('close', () => {
    console.log('Client disconnected');
  });
});

WebSocket 客戶端示例（Node.js）：

const WebSocket = require('ws');

const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

ws.on('open', () => {
  console.log('Connected to server');
  ws.send('Hello, server!');
});

ws.on('message', (message) => {
  console.log(`Received from server: ${message}`);
});

ws.on('close', () => {
  console.log('Disconnected from server');
});

在這個(gè)示例中，服務(wù)器和客戶端都使用了 Node.js 的 ws 模塊來(lái)創(chuàng)建 WebSocket 連接。服務(wù)器監(jiān)聽在端口 8080 上，當(dāng)客戶端連接時(shí)，會(huì)在服務(wù)器端和客戶端之間建立雙向通信。服務(wù)器接收來(lái)自客戶端的消息，然后將消息返回給客戶端。

這個(gè)示例展示了 WebSocket 的簡(jiǎn)單用法，但它可以用作更復(fù)雜的實(shí)時(shí)通信應(yīng)用的基礎(chǔ)。WebSocket 的持久連接特性使其成為實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用的理想選擇，如在線聊天、實(shí)時(shí)游戲、數(shù)據(jù)監(jiān)控等。

到此這篇關(guān)于實(shí)時(shí)通信WebSocket的原理和工作過(guò)程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)WebSocket的原理和工作過(guò)程內(nèi)容請(qǐng)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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