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【转自CSDN】看完让你彻底搞懂Websocket原理

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结帖率:92% (379/413)
发表于 2017-6-9 11:02:00 | 显示全部楼层 |阅读模式   山西省吕梁市

偶然在知乎上看到一篇回帖,瞬间觉得之前看的那么多资料都不及这一篇回帖让我对 websocket 的认识深刻有木有。所以转到我博客里,分享一下。比较喜欢看这种博客,读起来很轻松,不枯燥,没有布道师的阵仗,纯粹为分享。废话这么多了,最后再赞一个~

一、websocket与http

WebSocket是HTML5出的东西(协yi),也就是说HTTP协yi没有变化,或者说没关系,但HTTP是不支持持久连接的(长连接,循环连接的不算)

首先HTTP有 1.1 和 1.0 之说,也就是所谓的 keep-alive ,把多个HTTP请求合并为一个,但是 Websocket 其实是一个新协yi,跟HTTP协yi基本没有关系,只是为了兼容现有浏览器的握手规范而已,也就是说它是HTTP协yi上的一种补充可以通过这样一张图理解


有交集,但是并不是全部。

另外Html5是指的一系列新的API,或者说新规范,新技术。Http协yi本身只有1.0和1.1,而且跟Html本身没有直接关系。。通俗来说,你可以用HTTP协yi传输非Html数据,就是这样=。=

再简单来说,层级不一样。

二、Websocket是什么样的协yi,具体有什么优点

首先,Websocket是一个持久化的协yi,相对于HTTP这种非持久的协yi来说。简单的举个例子吧,用目前应用比较广泛的PHP生命周期来解释。

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。

教练,你BB了这么多,跟Websocket有什么关系呢?_(:з」∠)_好吧,我正准备说Websocket呢。。

首先Websocket是基于HTTP协yi的,或者说借用了HTTP的协yi来完成一部分握手。

首先我们来看个典型的 Websocket 握手(借用Wikipedia的。。)

GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.comUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Version: 13Origin: http://example.com

熟悉HTTP的童鞋可能发现了,这段类似HTTP协yi的握手请求中,多了几个东西。我会顺便讲解下作用。

Upgrade: websocketConnection: Upgrade

这个就是Websocket的核心了,告诉 Apache 、 Nginx 等服务器:注意啦,我发起的是Websocket协yi,快点帮我找到对应的助理处理~不是那个老土的HTTP。

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Version: 13

首先, 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:泥煤,不要忽悠窝,我要验证尼是不是真的是Websocket助理。

然后, 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yi。简单理解:今晚我要服务A,别搞错啦~

最后, Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使用的 Websocket Draft(协yi版本),在最初的时候,Websocket协yi还在 Draft 阶段,各种奇奇怪怪的协yi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yi太多可是一个大难题。。不过现在还好,已经定下来啦~大家都使用的一个东西~ 脱水: 服务员,我要的是13岁的噢→_→

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啦!

HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=Sec-WebSocket-Protocol: chat

这里开始就是HTTP最后负责的区域了,告诉客户,我已经成功切换协yi啦~

Upgrade: websocketConnection: Upgrade

依然是固定的,告诉客户Duan即将升级的是 Websocket 协yi,而不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket。

然后, Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过服务器确认,并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key 。 服务器:好啦好啦,知道啦,给你看我的ID CARD来证明行了吧。。

后面的, Sec-WebSocket-Protocol 则是表示最终使用的协yi。

至此,HTTP已经完成它所有工作了,接下来就是完全按照Websocket协yi进行了。具体的协yi就不在这阐述了。

——————技术解析部分完毕——————


你TMD又BBB了这么久,那到底Websocket有什么鬼用, http long poll ,或者ajax轮询 不都可以实现实时信息传递么。


好好好,年轻人,那我们来讲一讲Websocket有什么用。来给你吃点胡(苏)萝(丹)卜(红)


三、Websocket的作用

在讲Websocket之前,我就顺带着讲下 long poll 和 ajax轮询 的原理。

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Duan:啦啦啦,有没有新信息(Request)

服务端:没有(Response)

客户Duan:啦啦啦,有没有新信息(Request)

服务端:没有。。(Response)

客户Duan:啦啦啦,有没有新信息(Request)

服务端:你好烦啊,没有啊。。(Response)

客户Duan:啦啦啦,有没有新消息(Request)

服务端:好啦好啦,有啦给你。(Response)

客户Duan:啦啦啦,有没有新消息(Request)

服务端:。。。。。没。。。。没。。。没有(Response) —- loop



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Duan发起连接后,如果没消息,就一直不返回Response给客户Duan。直到有消息才返回,返回完之后,客户Duan再次建立连接,周而复始。

场景再现:

客户Duan:啦啦啦,有没有新信息,没有的话就等有了才返回给我吧(Request)

服务端:额。。 等待到有消息的时候。。来 给你(Response)

客户Duan:啦啦啦,有没有新信息,没有的话就等有了才返回给我吧(Request) -loop



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yi的另外一个特点,被动性。

何为被动性呢,其实就是,服务端不能主动联系客户Duan,只能有客户Duan发起。

简单地说就是,服务器是一个很懒的冰箱(这是个梗)(不会、不能主动发起连接),但是上司有命令,如果有客户来,不管多么累都要好好接待。

说完这个,我们再来说一说上面的缺陷(原谅我废话这么多吧OAQ)

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。(场地大小)

所以 ajax轮询 和 long poll 都有可能发生这种情况。

客户Duan:啦啦啦啦,有新信息么?

服务端:月线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)

客户Duan:。。。。好吧,啦啦啦,有新信息么?

服务端:月线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)


客户Duan:然后服务端在一旁忙的要死:冰箱,我要更多的冰箱!更多。。更多。。(我错了。。这又是梗。。)


言归正传,我们来说Websocket吧

通过上面这个例子,我们可以看出,这两种方式都不是最好的方式,需要很多资源。

一种需要更快的速度,一种需要更多的’电话’。这两种都会导致’电话’的需求越来越高。

哦对了,忘记说了HTTP还是一个状态协yi。

通俗的说就是,服务器因为每天要接待太多客户了,是个健忘鬼,你一挂电话,他就把你的东西全忘光了,把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉服务器一遍。


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yi升级后(HTTP->Websocket),服务端就可以主动推送信息给客户Duan啦。所以上面的情景可以做如下修改。

客户Duan:啦啦啦,我要建立Websocket协yi,需要的服务:chat,Websocket协yi版本:17(HTTP Request)

服务端:ok,确认,已升级为Websocket协yi(HTTP Protocols Switched)

客户Duan:麻烦你有信息的时候推送给我噢。。

服务端:ok,有的时候会告诉你的。

服务端:balabalabalabala

服务端:balabalabalabala

服务端:哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈

服务端:笑死我了哈哈哈哈哈哈哈



就变成了这样,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,而不是我傻乎乎的每次跑来问你 )

这样的协yi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yi在Nginx等服务器的解析下,然后再传送给相应的Handler(PHP等)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yi,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yi,还要查看identity info的信息。

同时由客户主动询问,转换为服务器(推送)有信息的时候就发送(当然客户Duan还是等主动发送信息过来的。。),没有信息的时候就交给接线员(Nginx),不需要占用本身速度就慢的客服(Handler)了

——————–

至于怎么在不支持Websocket的客户Duan上使用Websocket。。答案是: 不能

但是可以通过上面说的 long poll 和 ajax 轮询 来 模拟出类似的效果


评分

参与人数 1好评 +1 精币 +2 收起 理由
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结帖率:88% (7/8)
发表于 2019-4-12 11:25:06 | 显示全部楼层   浙江省宁波市
情商也是高 写个理解说明的例子也写的那么逗 可以的 非常好 虽然我现在只能理解一半 慢慢学习中....
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结帖率:88% (7/8)
发表于 2019-4-12 11:10:08 | 显示全部楼层   浙江省宁波市
是13岁的噢  禽兽 小朋友都不放过!
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结帖率:100% (13/13)
发表于 2019-2-7 16:30:45 | 显示全部楼层   山东省东营市

不是很懂
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结帖率:100% (13/13)
发表于 2019-2-7 16:30:23 | 显示全部楼层   山东省东营市

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发表于 2018-7-5 20:15:49 | 显示全部楼层   浙江省金华市
通俗易懂
           
      
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签到天数: 1 天

发表于 2017-11-21 14:34:49 | 显示全部楼层   福建省厦门市
学习了,不错!我一般在这里测试websocket WebSocket在线测试工具http://ws.douqq.com
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结帖率:100% (1/1)
发表于 2017-8-28 21:37:14 | 显示全部楼层   广东省广州市
第一节的第二段最后的
可以通过这样一张图理解

图呢?

点评

csdn上的图好像裂了???裂了???www.zhihu.com/question/20215561所以我就跑去知乎看好了。   广东省广州市  发表于 2017-8-28 21:39
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结帖率:0% (0/1)
发表于 2017-8-26 10:47:07 | 显示全部楼层   湖南省湘潭市
新技能已get√
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结帖率:63% (32/51)

签到天数: 1 天

发表于 2017-7-8 22:04:55 | 显示全部楼层   山东省德州市
看了一遍没看懂
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