WebSocket

目录

一什么是websocket

二websocket的原理

三websocket与http的关系

四websocket解决的问题

1.http存在的问题

2.long poll(长轮询)

3.Ajax轮询

4.websocket的改进

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一什么是websocket

• WebSocket是HTML5下一种新的协议websocket协议本质上是一个基于tcp的协议
• 它实现了浏览器与服务器全双工通信能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的
• Websocket是一个持久化的协议

二websocket的原理

1. websocket约定了一个通信的规范通过一个握手的机制客户端和服务器之间能建立一个类似tcp的连接从而方便它们之间的通信
2. 在websocket出现之前web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接
3. websocket是一种全新的协议不属于http无状态协议协议名为"ws"

三websocket与http的关系

 相同点

1. 都是基于tcp的都是可靠性传输协议
2. 都是应用层协议

不同点

1. WebSocket是双向通信协议模拟Socket协议可以双向发送或接受信息
2. HTTP是单向的
3. WebSocket是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的
4. 而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

• WebSocket在建立握手时数据是通过HTTP传输的。但是建立之后在真正传输时候是不需要HTTP协议的

总结总体过程

1. 首先客户端发起http请求经过3次握手后建立起TCP连接http请求里存放WebSocket支持的版本号等信息如Upgrade、Connection、WebSocket-Version等
2. 然后服务器收到客户端的握手请求后同样采用HTTP协议回馈数据
3. 最后客户端收到连接成功的消息后开始借助于TCP传输信道进行全双工通信。

四websocket解决的问题

1.http存在的问题

• http是一种无状态协议每当一次会话完成后服务端都不知道下一次的客户端是谁需要每次知道对方是谁才进行相应的响应因此本身对于实时通讯就是一种极大的障碍
• http协议采用一次请求一次响应每次请求和响应就携带有大量的header头对于实时通讯来说解析请求头也是需要一定的时间因此效率也更低下
• 最重要的是需要客户端主动发服务端被动发也就是一次请求一次响应不能实现主动发送

2.long poll(长轮询)

• 对于以上情况就出现了http解决的第一个方法——长轮询
• 基于http的特性简单点说就是客户端发起长轮询如果服务端的数据没有发生变更会 hold 住请求直到服务端的数据发生变化或者等待一定时间超时才会返回。返回后客户端又会立即再次发起下一次长轮询
• 优点是解决了http不能实时更新的弊端因为这个时间很短发起请求即处理请求返回响应实现了“伪·长连接”
• 张三取快递的例子张三今天一定要取到快递他就一直站在快递点等待快递一到立马取走

 从例子上来看有个问题

1. 假如有好多人一起在快递站等快递那么这个地方是否足够大抽象解释需要有很高的并发同时有很多请求等待在这里

• 总的来看

• 推送延迟。服务端数据发生变更后长轮询结束立刻返回响应给客户端。

• 服务端压力。长轮询的间隔期一般很长例如 30s、60s并且服务端 hold 住连接不会消耗太多服务端资源。

3.Ajax轮询

• 基于http的特性简单点说就是规定每隔一段时间就由客户端发起一次请求查询有没有新消息如果有就返回如果没有等待相同的时间间隔再次询问
• 优点是解决了http不能实时更新的弊端因为这个时间很短发起请求即处理请求返回响应把这个过程放大n倍本质上还是request = response
• 举个形象的例子假设张三今天有个快递快到了但是张三忍耐不住就每隔十分钟给快递员或者快递站打电话询问快递到了没每次快递员就说还没到等到下午张三的快递到了but快递员不知道哪个电话是张三的可不是只有张三打电话还有李四王五所以只能等张三打电话才能通知他你的快递到了

 从例子上来看有两个问题

1. 假如说张三打电话的时间间隔为10分钟当他收到快递前最后一次打电话快递员说没到他刚挂掉电话快递入库了就是到了那么等下一次时间到了张三打电话知道快递到了那么这样的通讯算不算实时通讯很显然不算中间有十分钟的时间差还不算给快递员打电话的等待时间抽象的解释每次request的请求时间间隔等同于十分钟请求解析相当于等待
2. 假如说张三所在的小区每天要收很多快递每个人都采取主动给快递员打电话的方式那么快递员需要以多快的速度接到其他人打电话占线也是问题抽象解释请求过多服务端响应也会变慢

• 总的来看Ajax轮询存在的问题

1. 推送延迟。

2. 服务端压力。配置一般不会发生变化频繁的轮询会给服务端造成很大的压力。

3. 推送延迟和服务端压力无法中和。降低轮询的间隔延迟降低压力增加增加轮询的间隔压力降低延迟增高

4.websocket的改进

一旦WebSocket连接建立后后续数据都以帧序列的形式传输。在客户端断开WebSocket连接或Server端中断连接前不需要客户端和服务端重新发起连接请求。在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下极大的节省了网络带宽资源的消耗有明显的性能优势且客户端发送和接受消息是在同一个持久连接上发起实现了“真·长链接”实时性优势明显。

 

WebSocket有以下特点

• 是真正的全双工方式建立连接后客户端与服务器端是完全平等的可以互相主动请求。而HTTP长连接基于HTTP是传统的客户端对服务器发起请求的模式。
• HTTP长连接中每次数据交换除了真正的数据部分外服务器和客户端还要大量交换HTTP header信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个request建立了TCP连接之后之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据这显然和原有的HTTP协议有区别所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现主流浏览器都已支持HTML5