websocket

websocket是html5中提出的一个协议规范,它允许浏览器与服务器中相互主动通信.

http

在讲websocket之前,我们必须先了解http协议
http协议是基于tcp实现的协议,它的请求步骤为:

  • 浏览器与服务器建立tcp协议
  • 浏览器发送请求
  • 服务端接收请求,回复消息
  • 浏览器接收消息
  • tcp连接关闭

http协议的特点就是即连即关,每次接收到消息就关闭连接,并且需要浏览器主动请求服务器才能获取到消息

http痛点

在平常需求中,http协议并没有什么问题,用户输入链接,浏览器请求服务器,服务器返回数据,浏览器获得消息,用户查看网页.是一个很正常的步骤.
但是,http协议限制了,用户获得数据必须主动去请求服务器,才能获取到数据,在聊天室,网页对战游戏中,并不是只有用户与服务器的交互,还存在了用户与用户之间的交互.
那么,在websocket之前,http是怎么实现用户与用户之间的交互的呢?
举个例子,在聊天室需求中,A和B互相通信的实现:

  • A不断的请求服务器,B有没有给我发送消息(主动请求服务器,询问有没有新消息)
  • B不断的请求服务器,A有没有给我发送消息(主动请求服务器,询问有没有新消息)
  • A请求服务器,发送数据:”向B发送一条消息XXXX”
  • B不断的请求服务器,服务器返回:”A向你发送了一条消息”
  • …

在这个例子中,我们发现,A和B如果需要获取到对方是否有没有发送消息,必须不断的请求服务器,主动询问服务器是否有消息.
那么,不断的间隔是多少呢?1秒10次?10秒一次?1秒10次不断的请求服务器,服务器能承受住吗?10秒一次?那A发送一条消息,B就得10秒后才能收到,消息延时太过于厉害.
那么,有没有办法,使得服务器主动给浏览器发消息呢?这就是websocket了

websocket

websocket作为全双工通信协议,只要连接成功之后,浏览器和服务器就可以互相主动发送消息,那么,刚刚的聊天室需求就会变成:

  • A与服务器建立连接
  • B与服务器建立连接
  • A请求服务器,发送数据:”向B发送一条消息XXXX”
  • 服务器接收到消息,主动向B推送:”A向你发送了一条消息”
  • B收到服务器推送

websocket 的应用场景就是如此,在需要即时返回消息/频繁请求 的需求中,
websocket协议可以长连接保持当前连接,不用像http一样每次请求都得重新发起一次消息.
双方可以相互主动推送消息,消息可以即时送达,避免了消息延迟

websocket协议

前面讲到了websocket的应用场景,那么为什么websocket可以做即时消息呢?那websocket为什么可以做即时消息,http却不能呢?
websocket协议实现步骤为:

  • 先使用http协议连接服务端(没错,websocket是基于http协议的)
  • 第一个步骤额外补充,在使用http协议时,附带了(我要升级websocket协议)的数据
  • 服务端如果支持websocket,将会给客户端返回(升级成功),如果不支持,则会输出正常的http数据
  • 客户端接收服务端返回的消息,如果支持,则连接保持,不支持则报错并断开
  • 连接保持,这时候,客户端和服务端即可互相发消息

websocket详细协议了解可查看: http://noobcourse.php20.cn/NoobCourse/NetworkrPotocol/tcp/websocket.html

websocket示例

前端示例

websocket代码该怎么写呢?以下是前端的简单例子实现:

  1. //先new 一个websocket对象,地址是localhost+端口9501 ws是前面的协议声明,类似于http://xx.cn
  2. var ws = new WebSocket("ws://localhost:9501");
  3. //定义 打开事件 的回调,当连接ws成功后,会调用执行这个回调函数
  4. ws.onopen = function() {
  5.   console.log("client：打开连接");
  6.   ws.send("client：hello，服务端");
  7. };
  8. //定义 服务器发送消息 的回调,当服务器主动发送消息到客户端时,会调用执行这个回调函数
  9. ws.onmessage = function(e) {
  10.   console.log("client：接收到服务端的消息 " + e.data);
  11.   setTimeout(() => {
  12.     ws.close();
  13.   }, 5000);
  14. };
  15. //定义 关闭连接 的回调,当连接关闭(服务端关闭,客户端关闭,网络断开等原因),会调用执行这个回调函数 
  16. ws.onclose = function(params) {
  17.   console.log("client：关闭连接");
  18. };

php实现websocket服务端

本文采用swoole扩展,实现websocket服务端:

  1. <?php
  2. $server = new Swoole\WebSocket\Server("0.0.0.0", 9501);
  4. $server->on('open', function (Swoole\WebSocket\Server $server, $request) {
  5.     echo "握手成功 fd{$request->fd}\n";
  6. });
  8. $server->on('message', function (Swoole\WebSocket\Server $server, $frame) {
  9.     echo "接收客户端消息: {$frame->fd}:{$frame->data},opcode:{$frame->opcode},fin:{$frame->finish}\n";
  10.     $server->push($frame->fd, "this is server");
  11. });
  13. $server->on('close', function ($ser, $fd) {
  14.     echo "客户端 {$fd} 关闭\n";
  15. });
  16. echo  "websocket服务器启动成功\n";
  18. $server->start();

测试情况

php cli模式执行php代码,启动服务器

  1. [root@localhost IM]# php websocket.php 
  2. websocket服务器启动成功

在浏览器中运行js代码,将输出:

  1. client：打开连接
  2. VM93:10 client：接收到服务端的消息 this is server
  3. VM93:17 client：关闭连接

服务端将输出:

  1. [root@localhost IM]# php websocket.php 
  2. websocket服务器启动成功
  3. 握手成功 fd1
  4. 接收客户端消息: 1:client：hello，服务端,opcode:1,fin:1
  5. 客户端 1 关闭