WebSocket通信WebSocket通信，从基础到实践websocket sendobject

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。它允许服务器与客户端之间进行实时数据交换，而无需重新建立连接。本文从WebSocket的基础概念和原理入手，详细介绍了WebSocket的工作原理、握手过程以及帧格式。通过实例演示了如何在浏览器中使用JavaScript创建一个简单的WebSocket客户端，实现与服务器的实时通信。探讨了WebSocket在实际应用中的扩展性和优缺点，为读者提供了全面的WebSocket通信知识体系。

本文目录导读：

WebSocket基础概念
WebSocket原理
WebSocket实践应用

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它使得浏览器和服务器之间可以实现实时、双向的数据传输，从而为Web应用程序提供了更高效的数据交互方式，本文将从WebSocket的基础概念、原理和实践应用等方面进行详细介绍，帮助读者更好地理解和掌握WebSocket通信。

WebSocket通信WebSocket通信，从基础到实践websocket sendobject

WebSocket基础概念

1、1 WebSocket简介

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它使得浏览器和服务器之间可以实现实时、双向的数据传输，从而为Web应用程序提供了更高效的数据交互方式，相比于传统的轮询或长轮询技术，WebSocket具有更高的性能和更低的延迟。

1、2 WebSocket与HTTP的区别

WebSocket与HTTP协议有很大的区别，HTTP协议是一种无状态的、单向的请求-响应协议，而WebSocket协议则是一种基于TCP的、双向的、全双工通信协议，在WebSocket协议中，客户端和服务器之间可以主动发送数据，而不是等待对方发送请求，这使得WebSocket在实时性要求较高的场景下具有优势。

WebSocket原理

2、1 WebSocket工作原理

WebSocket协议的核心是“帧”(Frame),每个帧都包含了一定量的数据以及一些控制信息，帧的格式如下：

0x81 或 0x80 (控制字节)
0x00 或 0xFF (掩码)
长度字段 (16位)
负载数据 (剩余字节)

控制字节用于表示帧的类型，例如文本帧(0x01)、二进制帧(0x02)等，掩码字段用于指示负载数据的长度，以便接收方正确解析负载数据，长度字段表示负载数据的长度，以字节为单位。

2、2 WebSocket握手过程

在建立WebSocket连接时，客户端和服务器需要通过一次握手过程来确认彼此的身份和同意使用WebSocket协议进行通信，握手过程包括以下几个步骤：

1) 客户端发送一个HTTP请求，请求头中包含"Upgrade: websocket"和"Connection: Upgrade"字段，表示希望升级到WebSocket协议。

2) 服务器收到请求后，如果同意升级，会返回一个HTTP响应，响应头中包含"Upgrade: websocket"和"Connection: Upgrade"字段，表示已经升级到WebSocket协议，响应头中还会包含"Sec-WebSocket-Accept: <随机字符串>"字段，客户端需要使用这个随机字符串与服务器计算出的响应值进行比较，以确认双方身份。

3) 如果服务器没有同意升级，客户端会收到一个400 Bad Request错误，此时客户端可以选择重新发送请求或者放弃连接。

4) 如果握手成功，客户端和服务器会进入WebSocket协议的数据传输阶段。

WebSocket实践应用

3、1 在浏览器中使用WebSocket API进行通信

在浏览器中，我们可以使用JavaScript的WebSocket API来实现与服务器的实时通信，以下是一个简单的示例：

// 创建一个WebSocket对象
var socket = new WebSocket("ws://example.com/socket");
// 连接建立后的回调函数
socket.onopen = function(event) {
  console.log("连接已建立");
};
// 接收到服务器消息的回调函数
socket.onmessage = function(event) {
  console.log("收到消息： " + event.data);
};
// 连接关闭的回调函数
socket.onclose = function(event) {
  console.log("连接已关闭");
};

3、2 在服务器端使用Node.js搭建WebSocket服务

在Node.js中，我们可以使用ws库来搭建一个简单的WebSocket服务，以下是一个简单的示例：

安装ws库：

npm install ws

创建一个名为websocket_server.js的文件，并添加以下代码：

const WebSocket = require('ws');
const server = new WebSocket.Server({ port: 8080 });
server.on('connection', function connection(socket) {
  console.log('客户端已连接');
  // 监听客户端发送的消息事件
  socket.on('message', function incoming(message) {
    console.log('收到消息： ' + message);
  });
});

运行websocket_server.js文件：