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HTML5 WebSocket教程

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为什么要用WebSocket?

初次接触WebSocket的人,都会问同样的问题:我们已经有了HTTP协议,为什么还需要另一个协议?它能带来什么好处?

答案很简单,因为HTTP协议有一个缺陷:通信只能由客户端发起。

什么是websocket

WebSocket是HTML5开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

在WebSocket API中,浏览器和服务器只需要做一个握手的动作,然后,浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

浏览器通过 JavaScript 向服务器发出建立 WebSocket 连接的请求,连接建立以后,客户端和服务器端就可以通过 TCP 连接直接交换数据。

当你获取 Web Socket 连接后,你可以通过 send() 方法来向服务器发送数据,并通过 onmessage 事件来接收服务器返回的数据。

它的最大特点就是,服务器可以主动向客户端推送信息,客户端也可以主动向服务器发送信息,是真正的双向平等对话,属于服务器推送技术的一种。

HTML5 WebSocket教程

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其他特点包括:

(1)建立在TCP协议之上,服务器端的实现比较容易。

(2)与HTTP协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443,并且握手阶段采用HTTP协议,因此握手时不容易屏蔽,能通过各种HTTP代理服务器。

(3)数据格式比较轻量,性能开销小,通信高效。

(4)可以发送文本,也可以发送二进制数据。

(5)没有同源限制,客户端可以与任意服务器通信。

(6)协议标识符是ws(如果加密,则为wss),服务器网址就是URL。

ws://example.com:80/some/path
HTML5 WebSocket教程

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以下 API 用于创建 WebSocket 对象。

var Socket = new WebSocket(url, [protocol] );

以上代码中的第一个参数 url, 指定连接的 URL。第二个参数 protocol 是可选的,指定了可接受的子协议。

WebSocket 属性

以下是 WebSocket 对象的属性。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象:

属性 描述
Socket.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。
Socket.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。

WebSocket 事件

以下是 WebSocket 对象的相关事件。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象:

事件 事件处理程序 描述
open Socket.onopen 连接建立时触发
message Socket.onmessage 客户端接收服务端数据时触发
error Socket.onerror 通信发生错误时触发
close Socket.onclose 连接关闭时触发

WebSocket 方法

以下是 WebSocket 对象的相关方法。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象:

方法 描述
Socket.send() 使用连接发送数据
Socket.close() 关闭连接

WebSocket 实例

WebSocket 协议本质上是一个基于 TCP 的协议。

为了建立一个 WebSocket 连接,客户端浏览器首先要向服务器发起一个 HTTP 请求,这个请求和通常的 HTTP 请求不同,包含了一些附加头信息,其中附加头信息”Upgrade: WebSocket”表明这是一个申请协议升级的 HTTP 请求,服务器端解析这些附加的头信息然后产生应答信息返回给客户端,客户端和服务器端的 WebSocket 连接就建立起来了,双方就可以通过这个连接通道自由的传递信息,并且这个连接会持续存在直到客户端或者服务器端的某一方主动的关闭连接。

客户端的 HTML 和 JavaScript

目前大部分浏览器支持 WebSocket() 接口,你可以在以下浏览器中尝试实例: Chrome, Mozilla, Opera 和 Safari。

mybj_websocket.html 文件内容

<!DOCTYPE HTML>
<html>
   <head>
   <meta charset="utf-8">
   <title>码云笔记(mybj123.com)</title>
    
      <script type="text/javascript">
         function WebSocketTest()
         {
            if ("WebSocket" in window)
            {
               alert("您的浏览器支持 WebSocket!");
               
               // 打开一个 web socket
               var ws = new WebSocket("ws://localhost:9998/echo");
                
               ws.onopen = function()
               {
                  // Web Socket 已连接上,使用 send() 方法发送数据
                  ws.send("发送数据");
                  alert("数据发送中...");
               };
                
               ws.onmessage = function (evt) 
               { 
                  var received_msg = evt.data;
                  alert("数据已接收...");
               };
                
               ws.onclose = function()
               { 
                  // 关闭 websocket
                  alert("连接已关闭..."); 
               };
            }
            
            else
            {
               // 浏览器不支持 WebSocket
               alert("您的浏览器不支持 WebSocket!");
            }
         }
      </script>
        
   </head>
   <body>
   
      <div id="sse">
         <a href="javascript:WebSocketTest()">运行 WebSocket</a>
      </div>
      
   </body>
</html>

安装 pywebsocket

在执行以上程序前,我们需要创建一个支持 WebSocket 的服务。从 pywebsocket 下载 mod_pywebsocket ,或者使用 git 命令下载:

git clone https://github.com/google/pywebsocket.git

mod_pywebsocket 需要 python 环境支持

mod_pywebsocket 是一个 Apache HTTP 的 Web Socket扩展,安装步骤如下:

  • 解压下载的文件。
  • 进入 pywebsocket 目录。
  • 执行命令:
$ python setup.py build
$ sudo python setup.py install
  • 查看文档说明:
$ pydoc mod_pywebsocket

开启服务

在 pywebsocket/mod_pywebsocket 目录下执行以下命令:

$ sudo python standalone.py -p 9998 -w ../example/

以上命令会开启一个端口号为 9998 的服务,使用 -w 来设置处理程序 echo_wsh.py 所在的目录。

现在我们可以在 Chrome 浏览器打开前面创建的 mybj_websocket.html 文件。如果你的浏览器支持 WebSocket(), 点击”运行 WebSocket”,你就可以看到整个流程各个步骤弹出的窗口,在我们停止服务后,会弹出 “连接已关闭…”。

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