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当前文章 : 《认识Websocket》

5/5/2019 —— 

一、Websocket是什么

  先说HTTP,HTTP是非持久的协议,HTTP的生命周期通过 Request 来界定,也就是一个 Request
一个 Response ,那么在 HTTP1.0 中,这次HTTP请求就结束了。在HTTP1.1中进行了改进,使得有一个keep-alive,也就是说,在一个HTTP连接中,可以发送多个Request,接收多个Response。但是请记住 Request = Response, 在HTTP中永远是这样,也就是说一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的,不能主动发起。

  再说Websocket,Websocket是一个持久化的协议,Websocket是基于HTTP协议的,或者说借用了HTTP的协议来完成一部分握手。

首先看个典型的 Websocket 握手

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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

这段类似HTTP协议的握手请求中,多了几个东西。

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Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

这个就是Websocket的核心,告诉 Apache 、 Nginx 等服务器我发起的是Websocket协议,而不是HTTP。

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Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
  • Sec-WebSocket-Key 是一个 Base64 encode 的值,这个是浏览器随机生成的,告诉服务器我要验证你是不是真的是Websocket助理。
  • Sec_WebSocket-Protocol 是一个用户定义的字符串,用来区分同URL下,不同的服务所需要的协议。
  • Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使用的 Websocket Draft (协议版本),在最初的时候,Websocket协议还在 Draft 阶段,各种奇奇怪怪的协议都有,而且还有很多期奇奇怪怪不同的东西,什么Firefox和Chrome用的不是一个版本之类的,当初Websocket协议太多可是一个大难题。不过现在已经定下来。

然后服务器会返回下列东西,表示已经接受到请求, 成功建立Websocket

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

二、Websocket的作用

在讲Websocket之前,http long poll ,或者ajax轮询 都可以实现实时信息传递

ajax轮询

ajax轮询的原理非常简单,让浏览器隔个几秒就发送一次请求,询问服务器是否有新信息。

场景再现:

客户端:有没有新信息(Request)

服务端:没有(Response)

客户端:有没有新信息(Request)

服务端:没有。。(Response)

客户端:有没有新信息(Request)

服务端:没有啊。。(Response)

long poll

long poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多,都是采用轮询的方式,不过采取的是阻塞模型(一直打电话,没收到就不挂电话),也就是说,客户端发起连接后,如果没消息,就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回,返回完之后,客户端再次建立连接,周而复始。

场景再现:

客户端:有没有新信息,没有的话就等有了再返回给我(Request)

服务端:等待到有消息的时候。。来 给你(Response)

客户端:有没有新信息,没有的话就等有了再返回给我(Request)

  从上面可以看出其实这两种方式,都是在不断地建立HTTP连接,然后等待服务端处理,可以体现HTTP协议的另外一个特点,被动性,服务端不能主动联系客户端,只能有客户端发起。从上面很容易看出来,不管怎么样,上面这两种都是非常消耗资源的。ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。(速度)long poll 需要有很高的并发,也就是说同时接待客户的能力。所以 ajax轮询 和 long poll 都有可能发生 503 Server Unavailable。所以在这种情况下出现了,Websocket出现了。他解决了HTTP的这几个难题。首先,被动性,当服务器完成协议升级后(HTTP->Websocket),服务端就可以主动推送信息给客户端。所以上面的情景可以做如下修改。

客户端:我要建立Websocket协议,需要的服务:chat,Websocket协议版本:17(HTTP Request)

服务端:确认,已升级为Websocket协议(HTTP Protocols Switched)

客户端:麻烦有信息的时候推送给我

服务端:有的时候会告诉你的。

服务端:最新消息

  这样,只需要经过一次HTTP请求,就可以做到源源不断的信息传送了。(在程序设计中,这种设计叫做回调,即:你有信息了再来通知我,而不是我每次跑来问你 )这样的协议解决了上面同步有延迟,而且还非常消耗资源的这种情况。那么为什么他会解决服务器上消耗资源的问题呢?
其实我们所用的程序是要经过两层代理的,即HTTP协议在Nginx等服务器的解析下,然后再传送给相应的Handler来处理。简单地说,我们有一个非常快速的 接线员(Nginx) ,他负责把问题转交给相应的 客服(Handler) 。
本身接线员基本上速度是足够的,但是每次都卡在客服(Handler)了,老有客服处理速度太慢。,导致客服不够。Websocket就解决了这样一个难题,建立后,可以直接跟接线员建立持久连接,有信息的时候客服想办法通知接线员,然后接线员在统一转交给客户。
这样就可以解决客服处理速度过慢的问题了。同时,在传统的方式上,要不断的建立,关闭HTTP协议,由于HTTP是非状态性的,每次都要重新传输 identity info (鉴别信息),来告诉服务端你是谁。
虽然接线员很快速,但是每次都要听这么一堆,效率也会有所下降的,同时还得不断把这些信息转交给客服,不但浪费客服的处理时间,而且还会在网路传输中消耗过多的流量/时间。
但是Websocket只需要一次HTTP握手,所以说整个通讯过程是建立在一次连接/状态中,也就避免了HTTP的非状态性,服务端会一直知道你的信息,直到你关闭请求,这样就解决了接线员要反复解析HTTP协议,还要查看identity info的信息。