WebSocket通訊

疾风不问归途發表於2024-11-11
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WebSocket通訊

WebSocket 是一種全雙工的通訊協議，它允許在客戶端和伺服器之間建立持久的雙向通訊通道。與傳統的 HTTP 協議不同，WebSocket 允許客戶端和伺服器之間實時傳遞資料，而無需頻繁建立連線，從而減少了通訊的開銷和延遲。

WebSocket 的特點：

  1. 全雙工通訊：WebSocket 連線建立後，客戶端和伺服器都可以主動向對方傳送訊息，而不需要像 HTTP 那樣由客戶端發起請求，伺服器被動響應。這樣可以實現實時性強的應用，如線上聊天、實時更新等。
  2. 持久化連線：在 WebSocket 連線建立後，連線會一直保持，直到客戶端或伺服器主動關閉連線。這與傳統 HTTP 的短連線模式（請求-響應模式）形成鮮明對比。
  3. 更少的開銷：在初次連線時，WebSocket 透過 HTTP 協議進行握手，一旦連線建立，通訊就不再使用 HTTP 的頭資訊，從而減少了網路開銷。
  4. 低延遲：由於連線是持久的，客戶端和伺服器之間的通訊延遲較低，特別適合對延遲敏感的應用場景，比如遊戲、實時監控、股票行情推送等。

WebSocket 的工作流程：

  1. 建立連線：客戶端發起 WebSocket 連線請求，通常是透過 HTTP 請求。伺服器接收到請求後，如果支援 WebSocket，將進行協議升級，並透過 HTTP 響應建立 WebSocket 連線。
  2. 資料傳輸：連線建立後，客戶端和伺服器可以透過 WebSocket 傳送資料。WebSocket 的資料傳輸採用幀（frame）方式，支援文字和二進位制資料。
  3. 關閉連線：任意一方可以隨時主動關閉連線，關閉後，通訊將終止。

WebSocket 的應用場景：

  1. 即時通訊應用：如線上聊天室、即時訊息應用等，客戶端和伺服器需要實時交換訊息。
  2. 實時資料推送：如股票行情、新聞推送、體育賽事直播等，伺服器需要將實時資料推送給客戶端。
  3. 線上遊戲：多人線上遊戲中，客戶端和伺服器之間需要實時同步遊戲狀態和操作。
  4. 物聯網（IoT）：裝置和伺服器之間的實時通訊，感測器資料的實時上傳和處理。

與傳統 HTTP 長輪詢的對比：

  • 效率：WebSocket 連線建立後可以一直保持，而 HTTP 長輪詢需要頻繁建立和關閉連線，因此 WebSocket 的通訊效率更高。
  • 實時性：WebSocket 是雙向實時通訊，長輪詢則是客戶端定期請求伺服器，存在一定的延遲。
  • 開銷：WebSocket 的資料傳輸過程中沒有 HTTP 頭部資訊，而長輪詢每次請求都會帶有 HTTP 頭部，導致開銷較大。

WebSocket 的限制：

  • 防火牆和代理：由於 WebSocket 需要保持長連線，某些防火牆和代理可能會阻斷或限制 WebSocket 連線。
  • 複雜性：與傳統 HTTP 請求-響應模型相比，WebSocket 的開發和除錯更為複雜。

WebSocket 示例：

客戶端程式碼（JavaScript）：

// 建立 WebSocket 連線
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/ws');

// 連線建立時觸發
socket.onopen = function(event) {
    console.log('WebSocket connection established');
    socket.send('Hello Server!');
};

// 收到訊息時觸發
socket.onmessage = function(event) {
    console.log('Received from server: ' + event.data);
};

// 連線關閉時觸發
socket.onclose = function(event) {
    console.log('WebSocket connection closed');
};

// 發生錯誤時觸發
socket.onerror = function(event) {
    console.error('WebSocket error: ' + event.message);
};

伺服器程式碼（Spring WebSocket 處理）：

public class MyWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {

    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
        System.out.println("連線建立: " + session.getId());
    }

    @Override
    protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
        System.out.println("收到訊息: " + message.getPayload());
        session.sendMessage(new TextMessage("Echo: " + message.getPayload()));
    }

    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
        System.out.println("連線關閉: " + session.getId());
    }
}

總結：

WebSocket 提供了一種高效的雙向通訊方式，適用於需要實時互動的應用場景。它的優勢在於低延遲、低開銷和高實時性，但也有一定的複雜性和環境限制。在實際應用中，可以根據具體需求選擇是否使用 WebSock###et。

專案地址

https://gitee.com/lxj_dear/my-web-socket

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