WebSocket的原理及WebSocket API的使用,js中如何运用websocket

时间: 2017-11-08阅读: 5781标签: js知识

在Websocket出现之前,我们要实现和服务器端保持实时通信,只能采用long poll和ajax轮询,它们的原理都是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。都是通过不断地建立HTTP连接,然后等待服务端处理, 这对应服务器来说消耗是非常大。在这样的前提下,Websocket就出现了,它很好的解决了http协议的被动型,这样服务端就能主动推送信息给客户端了。

Websocket 是什么? 

WebSocket是HTML5下一种新的协议,为解决客户端与服务端实时通信而产生的技术。其本质是先通过HTTP/HTTPS协议进行握手后创建一个用于交换数据的TCP连接,此后服务端与客户端通过此TCP连接进行实时通信,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的。但是它和HTTP最大不同是:  

WebSocket是一种双向通信协议。在建立连接后,WebSocket服务器端和客户端都能主动向对方发送或接收数据,就像Socket一样;
WebSocket需要像TCP一样,先建立连接,连接成功后才能相互通信。

传统HTTP客户端与服务器请求响应模式如下:  


WebSocket客户端与服务器请求响应模式如:  


从上图可以看出:WebSocket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。

Websocket 的应用场景

社交聊天、多玩家游戏、弹幕、协同编辑、股票基金实时报价、体育实况更新、视频会议/聊天、基于位置的应用、在线教育、智能家居等,都需要高实时的场景  

HTML5 WebSockets API  

1、浏览器支持情况检测 

function demo() {  
    if (window.WebSocket) {  
        //支持 
    } else {  
        //不支持
    }  
}

2、WebSocket对象的创建和服务器连接 

创建了Websocket实例,WebSocket构造函数的第二个参数既可以是字符串,也可以是字符串组,代表应用能够使用的协议;其中ws://和wss://前缀分别表示WebSocket连接和安全的WebSocket连接。    

ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8080/Server_Test.php");  
w = new WebSocket(url);
//或w = new WebSocket(url,['proto1','proto2']);

3. 建立连接后回调函数

ws.onopen = function(event){}

4. 收到服务端消息后回调函数

ws.onmessage = function(event){}

5. 关闭连接后回调函数

ws.onclose = function(event){}

6. 连接错误后回调函数

ws.onerror = function(event)

7. 发送数据

ws.send('服务器,您好');

8. 查看当前连接状态

console.log(ws.readyState)

9.服务器端的实现(以php为例):

//1. 创建服务端WebSocket对象,等待客户端接入             
$master  = WebSocket("localhost",10000);             
首先创建Websocket,然后服务端监听相应端口,等待客户端接入             
function WebSocket($address,$port){
	$master=socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)  or die("socket_create() failed");             
	socket_set_option($master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  or die("socket_option() failed");             
	socket_bind($master, $address, $port) or die("socket_bind() failed");             
	socket_listen($master,20) or die("socket_listen() failed");             
	echo "Server Started : ".date('Y-m-d H:i:s')."\n";             
	echo "Master socket  : ".$master."\n";             
	echo "Listening on   : ".$address." port ".$port."\n\n";             
	return $master;             
}          
//2. 从WebSocket中读取数据             
$buffer = socket_read($socket,2048);          
//3. 当收到客户端首次连接请求后,生成握手信息并回复             
$return_str = dohandshake($buffer);             
socket_write($socket,$return_str,strlen($return_str));          
//4. 连接后,即可接收并解析出客户端的数据             
$buffer = socket_read($socket,2048);             
$data_str = decode($buffer);          
//5. 接收到用户数据后,直接回复客户端             
socket_write($socket,$return_str,strlen($return_str));          
//6. 断开连接             
socket_close($socket);

WebSocket例子

在这里写一下在Tomcat8下执行的例子。例子由客户端页面和WebSocket服务程序组成,功能在Echo基础上增加一个服务端定时发送信息的功能。

ws.html代码:

<!DOCTYPE html>  
<html>  
<head>  
<meta charset="UTF-8">  
<title>Test WebSocket</title>  
<script type="text/javascript">  
    //显示信息  
    var log = function(s) {  
        if (document.readyState !== "complete") {  
            log.buffer.push(s);  
        } else {  
            document.getElementById("output").textContent += (s + "\n");  
            document.getElementById("outputdiv").scrollTop = document.getElementById("outputdiv").scrollHeight;  
        }  
    }  
    log.buffer = [];  
    //显示连接状态  
    function setConnected(status) {  
        document.getElementById("socketstatus").innerHTML = status;  
    }  
    var ws = null;  
      
    //连接  
    function connect() {  
        if (ws != null) {  
            log("现已连接");  
            return ;  
        }  
        url = "ws://localhost:8080/websocket/mywebsocket";  
        if ('WebSocket' in window) {  
            ws = new WebSocket(url);  
        } else if ('MozWebSocket' in window) {  
            ws = new MozWebSocket(url);  
        } else {  
            alert("您的浏览器不支持WebSocket。");  
            return ;  
        }  
        ws.onopen = function() {  
            log("open");  
            setConnected("已连接");  
            //设置发信息送类型为:ArrayBuffer  
            ws.binaryType = "arraybuffer";  
              
            //发送一个字符串和一个二进制信息  
            ws.send("thank you for accepting this WebSocket request");  
            var a = new Uint8Array([8, 6, 7, 5, 3, 0, 9]);  
            ws.send(a.buffer);  
        }  
        ws.onmessage = function(e) {  
            log(e.data.toString());  
        }  
        ws.onclose = function(e) {  
            log("closed");  
        }  
        ws.onerror = function(e) {  
            log("error");  
        }  
    }  
      
    //断开连接  
    function disconnect() {  
        if (ws != null) {  
            ws.close();  
            ws = null;  
            setConnected("已断开");  
        }  
    }  
      
    window.onload = function() {  
        connect();  
        log(log.buffer.join("\n"));  
        //发送页面上输入框的信息  
        document.getElementById("sendButton").onclick = function() {  
            if (ws != null) {  
                ws.send(document.getElementById("inputMessage").value);   
            }  
        }  
        //停止心跳信息  
        document.getElementById("stopButton").onclick = function() {  
            if (ws != null) {  
                var a = new Uint8Array([1, 9, 2, 0, 1, 5, 1, 6]);  
                ws.send(a.buffer);   
            }  
        }  
    }  
</script>  
</head>  
<body onunload="disconnect();">  
    <div>连接状态:<span id="socketstatus"></span></div>  
    <div>  
        <input type="text" id="inputMessage" value="Hello, WebSocket!">  
        <button id="sendButton">发送</button><button id="stopButton" style="margin-left:15px">停止心跳信息</button>  
    </div>  
    <div>  
        <button id="connect" onclick="connect();">连接</button>  
        <button id="disconnect" onclick="disconnect();">断开</button>  
    </div>  
    <div style="height:300px; overflow:auto;" id="outputdiv">  
        <pre id="output"></pre>  
    </div>  
</body>  
</html>

Websocket服务端java程序代码:

package com.test.wsocket;  
 
import java.io.IOException;  
import java.nio.ByteBuffer;  
import java.util.Random;  
import java.util.Timer;  
import java.util.TimerTask;  
  
import javax.websocket.OnClose;  
import javax.websocket.OnMessage;  
import javax.websocket.OnOpen;  
import javax.websocket.PongMessage;  
import javax.websocket.Session;  
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;  
  
@ServerEndpoint("/mywebsocket")  
public class MyWebSocket {  
      
    private Session session;  
    private static final Random random = new Random();  
    private Timer timer = null;  
    //停止信息信息指令  
    private static final ByteBuffer stopbuffer  = ByteBuffer.wrap(new byte[]{1, 9, 2, 0, 1, 5, 1, 6});  
      
    /**  
     * 打开连接时执行  
     * @param session  
     */  
    @OnOpen  
    public void start(Session session) {  
        this.session = session;  
        try {  
            System.out.println("open");  
            if (session.isOpen()) {  
                //设置心跳发送信息。每2秒发送一次信息。  
                timer = new Timer(true);  
                timer.schedule(task, 1000, 2000);  
            }  
        } catch (Exception e) {  
            try {  
                session.close();  
            } catch (IOException e1) {}  
        }  
    }  
  
    /**  
     * 接收信息时执行  
     * @param session  
     * @param msg 字符串信息  
     * @param last  
     */  
    @OnMessage  
    public void echoTextMessage(Session session, String msg, boolean last) {  
        try {  
            if (session.isOpen()) {  
                System.out.println("string:" + msg);  
                session.getBasicRemote().sendText(msg, last);  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            try {  
                session.close();  
            } catch (IOException e1) {  
                // Ignore  
            }  
        }  
    }  
  
    /**  
     * 接收信息时执行  
     * @param session  
     * @param bb 二进制数组  
     * @param last  
     */  
    @OnMessage  
    public void echoBinaryMessage(Session session, ByteBuffer bb, boolean last) {  
        try {  
            if (session.isOpen()) {  
                //如果是停止心跳指令,则停止心跳信息  
                if (bb.compareTo(stopbuffer) == 0) {  
                    if (timer != null) {  
                        timer.cancel();  
                    }  
                } else {  
                    session.getBasicRemote().sendBinary(bb, last);  
                }  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            try {  
                session.close();  
            } catch (IOException e1) {  
                // Ignore  
            }  
        }  
    }  
      
    /**  
     * 接收pong指令时执行。  
     *  
     * @param pm    Ignored.  
     */  
    @OnMessage  
    public void echoPongMessage(PongMessage pm) {  
        // 无处理  
    }  
      
    @OnClose  
    public void end(Session session) {  
        try {  
            System.out.println("close");  
            if (timer != null) {  
                timer.cancel();  
            }  
        } catch(Exception e) {  
        }  
    }  
      
    /*  
     * 发送心跳信息  
     */  
    public void sendLong(long param) {  
        try {  
            if (session.isOpen()) {  
                this.session.getBasicRemote().sendText(String.valueOf(param));  
            }  
        } catch (IOException e) {  
            try {  
                this.session.close();  
            } catch (IOException e1) {}  
        }  
    }  
      
    /**  
     * 心跳任务。发送随机数。  
     */  
    TimerTask task = new TimerTask() {  
        public void run() {     
            long param = random.nextInt(100);  
            sendLong(param);  
        }     
    };  
}

Web.xml代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" id="WebApp_ID" version="3.0">  
  <display-name>websocket</display-name>  
  <welcome-file-list>  
    <welcome-file>index.html</welcome-file>  
  </welcome-file-list>  
    
  <filter>  
        <filter-name>Set Character Encoding</filter-name>  
        <filter-class>org.apache.catalina.filters.SetCharacterEncodingFilter</filter-class>  
        <init-param>  
            <param-name>encoding</param-name>  
            <param-value>UTF-8</param-value>  
        </init-param>  
        <init-param>  
            <param-name>ignore</param-name>  
            <param-value>true</param-value>  
        </init-param>  
    </filter>  
      
    <filter-mapping>  
        <filter-name>Set Character Encoding</filter-name>  
        <url-pattern>/*</url-pattern>  
    </filter-mapping>  
</web-app>

将以上程序部署到Tomcat8下,启动服务。 

完结~~~~~~~~~~

 



instanceof与constructor的区别

instanceof 的作用是判断实例对象是否为构造函数的实例,实际上判断的是实例对象的__proto__属性与构造函数的prototype属性是否指向同一引用;constructor 的作用是返回实例的构造函数,即返回创建此对象的函数的引用

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说起编译原理,印象往往只停留在本科时那些枯燥的课程和晦涩的概念。作为前端开发者,编译原理似乎离我们很远,对它的理解很可能仅仅局限于“抽象语法树(AST)”。但这仅仅是个开头而已。编译原理的使用,甚至能让我们利用JS直接写一个能运行JS代码的解释器。

js dom是什么?_JS中的DOM知识概览

JS中的DOM知识概览:文档对象模型,是针对 HTML 和 XML 文档的一个 API (应用程序编程接口), 描绘了一个层次化的节点树。 web 浏览器浏览一个页面的时候,DOM 就在幕后把你编辑的网页文档转换成一个文档对象。

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一眼看穿JS变量,作用域和内存问题

这篇文章将梳理下环境,作用域链,变量对象和活动对象,以及内存管理问题。基本类型和引用类型的值,我们都知道JS中的数据类型有两大类,基本数据类型和引用数据类型,下面从三个方面来解剖他们

js基础_如何理解作用域和作用域链?

作用域外,无法引用作用域内的变量;离开作用域后,作用域的变量的内存空间会被清除,比如执行完函数或者关闭浏览器,作用域与执行上下文是完全不同的两个概念。我曾经也混淆过他们,但是一定要仔细区分。JavaScript代码的整个执行过程,分为两个阶段,代码编译阶段与代码执行阶段。

Js中的命名空间(namespace)

全局变量应该由有系统范围相关性的对象们保留,并且它们的命名应该避免含糊并尽量减少命名冲突的风险。在实践中,这意味着你应该避免创建全局对象,除非它们是绝对必须的。 所以你对此是怎么做的?传统方法告诉我们,最好的消除全局策略是创建少数作为潜在模块和子系统的实际命名空间的全局对象。

js 实现栈和队列

js实现栈或者队列有两种方式: 1.数组:数组本身提供栈方法(push,pop),队列方法(push,shift)。 2.链表:构造链表结构,说白了就是链表的插入(尾插),移除(栈:末尾节点移除,队列:头结点移除)

javascript的Object. hasOwnProperty方法

hasOwnProperty() 方法会返回一个布尔值,指示对象自身属性中(非继承属性)是否具有指定的属性,如果 object 具有带指定名称的属性,则 hasOwnProperty 方法返回 true,否则返回 false。

js常见知识点整理总结

一些常用的JavaScript 知识点整理,包括:两个函数是否等价、NaN是什么?它是什么类型?如何检测一个变量是否是NaN?作用域相关问题?js小数计算不准确的bug,js算法/思路相关,js类型强制转换

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