WebSocket全双工通信协议相关知识介绍

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，允许客户端和服务器之间进行实时、双向的数据传输。与传统的 HTTP 请求-响应模式不同，WebSocket 在建立连接后，客户端和服务器可以随时发送数据，而不需要等待对方的请求。

WebSocket 的核心特点：

1. 全双工通信：客户端和服务器可以同时发送和接收数据。
2. 低延迟：由于连接是持久的，数据可以实时传输，避免了 HTTP 请求的延迟。
3. 轻量级协议：WebSocket 协议头较小，减少了数据传输的开销。
4. 跨域支持：WebSocket 支持跨域通信，可以通过 Origin 头进行安全控制。

WebSocket 的应用场景：

1. 实时聊天应用：如在线客服、即时通讯工具（如 Slack、微信等），WebSocket 可以实现消息的实时推送和接收。
2. 在线游戏：多人在线游戏需要实时同步玩家状态，WebSocket 可以确保低延迟的数据传输。
3. 实时数据监控：如股票行情、实时日志监控、IoT 设备状态监控等，WebSocket 可以实时推送数据更新。
4. 协同编辑工具：如 Google Docs、Notion 等，多个用户可以实时编辑同一文档，WebSocket 可以同步编辑内容。
5. 实时通知系统：如社交媒体的点赞、评论通知，WebSocket 可以实时推送通知给用户。
6. 在线拍卖或竞拍系统：需要实时更新竞拍价格和状态，WebSocket 可以确保所有用户看到最新的信息。

WebSocket 的工作流程：

1. 握手阶段：客户端通过 HTTP 请求发起 WebSocket 连接，服务器响应并升级协议为 WebSocket。
2. 数据传输阶段：连接建立后，客户端和服务器可以通过 send() 方法发送数据，并通过 onmessage 事件接收数据。
3. 连接关闭：客户端或服务器可以主动关闭连接，触发 onclose 事件。

WebSocket 的代码示例：

// 客户端代码
const socket = new WebSocket('ws://example.com/socket');

socket.onopen = () => {
  console.log('WebSocket 连接已建立');
  socket.send('Hello Server!');
};

socket.onmessage = (event) => {
  console.log('收到服务器消息:', event.data);
};

socket.onclose = () => {
  console.log('WebSocket 连接已关闭');
};

socket.onerror = (error) => {
  console.error('WebSocket 错误:', error);
};

// 服务器端代码（Node.js + ws 库）
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  console.log('客户端已连接');

  ws.on('message', (message) => {
    console.log('收到客户端消息:', message);
    ws.send('Hello Client!');
  });

  ws.on('close', () => {
    console.log('客户端已断开连接');
  });
});

WebSocket 的优缺点：

• 优点：
  • 实时性强，适合需要低延迟的应用。
  • 减少了 HTTP 请求的开销，节省带宽。
  • 支持双向通信，适合复杂的交互场景。
• 缺点：
  • 需要服务器和客户端都支持 WebSocket 协议。
  • 长连接可能增加服务器的资源消耗。
  • 需要处理连接断开和重连的逻辑。

总结：

WebSocket 是现代 Web 应用中实现实时通信的重要技术，特别适合需要低延迟、高频率数据交互的场景。通过合理的设计和优化，WebSocket 可以为用户提供流畅的实时体验。