1、背景

在开发一些前端页面的时候，总是能接收到这样的需求：如何保持页面并实现自动更新数据呢？以往的常规做法，是前端使用定时轮询后端接口，获取响应后重新渲染前端页面，这种做法虽然能达到类似的效果，但是依然有很多缺点，缺点就不在这里说了，感兴趣的小伙伴可以自行查阅一下。现在让我们回忆一下，我们有没有想过，是否有一种技术，服务器可以主动将数据推送给客户端进行渲染，而不再是客户端向服务器发出请求等待返回结果呢？接下来，让我们一起了解 weboskcet。

2、什么是 websocket

websocket 是 HTML5 规范的一个部分，它借鉴了 socket 的思想，实现了浏览器与服务器全双工通信，达到了即时通信的效果。websocket 协议基于 TCP 协议实现，包含初始的握手过程，以及后续的多次数据帧双向传输过程，避免服务器频繁打开多个 HTTP 连接，从而能更好的节省服务器资源和带宽，提高工作效率与资源利用率

3、工作原理

websocket 的通信规范，首先浏览器通过 HTTP 协议发出 websocket 的连线请求，服务器进行响应，这个过程称为握手，握手完成后，客户端和服务器之间建立一个类似 TCP 的连接，使用 websocket 协议，从而实现它们之间的通信。

4、与 HTTP 的关系

相同点：

1、都是基于 TCP 协议，且都是可靠性传输协议；

2、都是应用层协议；

3、websocket 支持两种资源标志符 ws（默认 80 端口）与 wss（默认 443 端口），类似 HTTP 和 HTTPS；

不同点：

1、websocket 是双向通信协议，HTTP 是单向的；

2、websocket 是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的，HTTP 是浏览器发起向服务器的连接，服务器预先并不知道这个连接。

联系点：

websocket 在建立握手时，数据是通过 HTTP 传输的，建立之后的数据传输将不再需要 HTTP 协议，而是 websocket 协议；

5、websocket 创建与常用的属性方法

5.1 websocket 属性

属性	描述
readyState	只读属性 readyState 表示连接状态，可以是以下值：0 ：表示连接尚未建立。1 ：表示连接已建立，可以进行通信。2 ：表示连接正在进行关闭。3 ：表示连接已经关闭或者连接不能打开。
bufferedAmount	只读属性 bufferedAmount 已被 send() 放入正在队列中等待传输，但是还没有发出的 UTF-8 文本字节数。
CONNECTING	值为 0，表示正在连接
OPEN	值为 1，表示连接已建立，可以进行通信
CLOSING	值为 2，表示连接正在关闭
CLOSED	值为 3，表示连接已经关闭或者连接不能打开

// 创建websocket
var ws = new WebSocket("ws://www.example.com");
  if(ws.readyState == ws.CONNECTING){
    console.log('连接正在打开');
  }

  ws.onopen = function () {
    ws.send(consumerId);
    if(ws.readyState == ws.CONNECTING){
      console.log('连接正在打开1');
    }
    if(ws.readyState == ws.OPEN){
      console.log('连接已打开');
    }
    console.log('已经建立连接');
    // 关闭连接
    // ws.close()
  };


  // 连接关闭时触发
  ws.onclose = function () {
    if(ws.readyState == ws.CLOSED){
      console.log('连接已关闭')
    }
  };

  // 连接错误
  ws.onerror = function () {
    console.log('连接错误');
  };

5.2 weboscket 事件

事件	处理程序	描述
open	onopen	连接建立时触发
message	onmessage	接收消息时触发
error	onerror	发生错误时触发
close	onclose	关闭连接时触发

5.3 客户端的简单示例

// 创建websocket
var ws = new WebSocket("ws://www.example.com");

// 连接成功时触发
ws.onopen = function(e) {
    console.log("Connectiong open ...");
    // 发送消息
    ws.send("Hello WebSocket");
};

// 接收消息时触发
ws.onmessage = function(e) {
    console.log("Received Message: " + e.data);
    ws.close();
};

// 关闭连接时触发
ws.onclose = function(e) {
    console.log("Connection closed");
};

// 出现错误时触发
ws.onerror = function(e) {
    console.log("error");
};

5.4 服务端的简单示例

# 创建websocket服务端
from tornado.websocket import WebSocketHandler

class wsHandler(WebSocketHandler):
    # 保存连接的用户，用于后续推送消息
    connect_users = set()

    # 已与客户端建立连接
    def open(self):
        print("开启WebSocket opened")
        self.connect_users.add(self)

    # 关闭客户端连接
    def on_close(self):
        self.connect_users.remove(self)

    # 接收到消息
    def on_message(self, message): 
        self.write_message("接收到客户端的消息：{}".format(message))

    # 所有用户发送消息
    @classmethod
    def send_demand_updates(cls, message):
        # 使用@classmethod可以使类方法在调用的时候不用进行实例化
        # 给所有用户推送消息（此处可以根据需要，修改为给指定用户进行推送消息）
        for user in cls.connect_users:
            user.write_message(message)

    # 允许WebSocket的跨域请求
    def check_origin(self, origin):
        return True

if __name__ == "__main__":
    # 调用
    wsHandler。send_demand_updates("服务端发送给客户端的消息")

注意：示例中使用 python 语言，需依托 tornado 框架搭建后端 web 服务端，文章中不再说明如何搭建服务端，感兴趣的小伙伴可自行尝试。tornado 内置 websocket 模块，能更简单的支持使用 websocket。

6、总结

websocket 提供了一种低延迟、高性能的双向数据通信，不同与 web 开发的请求、处理、等待响应模式，它是客户端、服务端因为同一个连接直接就可以数据互传的模式，特别适合实时数据交互的应用进行开发。

实用点：

1、websocket 连接建立后，后续的数据传输都将以帧序列的形式传输；

2、在客户端断开 websocket 连接或服务端中断连接前，不需要客户端和服务端重新发起连接请求；

3、在海量并发、客户端与服务器交互负载流量大的情况下，节省网络带宽资源的消耗，且客户端发送与接收消息，都是在同一个持久连接上进行，实现了 “真长连接”，真正的实现即时通信。

作者：京东物流 骆铜磊

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