HTML5WebSocket全解析：从基础到应用

# HTML5 WebSocket 全解析：从基础到应用 ## 1. WebSocket 简介 在网络通信领域，传统的 HTTP 协议在处理实时通信时存在诸多问题。为了解决这些问题，HTML5 规范的连接部分引入了 WebSocket。WebSocket 是一种天然的全双工、双向、单套接字连接。使用 WebSocket 时，HTTP 请求变为打开 WebSocket 连接（普通 WebSocket 或基于 TLS 的 WebSocket）的单个请求，并且客户端与服务器之间可复用同一连接。 与轮询相比，WebSocket 大大降低了延迟。轮询会定期发送请求，无论是否有消息可用；而 WebSocket 只需建立一次连接，连接建立后，服务器可在有可用消息时立即发送，无需等待客户端请求，客户端也能随时向服务器发送消息。 ### 1.1 WebSocket 的优势 - **性能卓越**：WebSocket 使实时通信更加高效，节省带宽、CPU 资源和降低延迟。 - **简化通信**：它让客户端与服务器之间的通信变得简单，避免了传统实时通信技术（如 AJAX）的复杂性。 - **遵循标准**：作为底层网络协议，WebSocket 支持构建其他标准协议，促进客户端和服务器的独立发展，实现模块化和组件复用。 - **适配 HTML5**：为 HTML5 应用提供高级功能，在不破坏浏览器安全的前提下，为 HTML5 应用提供类似 TCP 的网络功能。 ### 1.2 WebSocket 的应用场景 WebSocket 可用于构建各种世界级的 Web 应用，如聊天应用、协作文档编辑、大型多人在线游戏、股票交易应用等。 ## 2. WebSocket 与相关标准 WebSocket 不仅是一种协议，还有对应的 API。API 由 W3C 开发，协议由 IETF 制定。现代浏览器已支持 WebSocket API，它包含使用全双工、双向 WebSocket 连接所需的方法和属性，可用于打开和关闭连接、发送和接收消息以及监听服务器触发的事件。 WebSocket 协议支持客户端与远程服务器之间的全双工通信，可传输二进制数据和文本字符串。协议包括初始握手和基本消息帧，基于 TCP 协议。 ### 2.1 WebSocket 服务器选项 市面上有多种 WebSocket 服务器实现，例如： - Apache mod_pywebsocket - Jetty - Socket.IO - Kaazing 的 WebSocket 网关 ### 2.2 WebSocket 社区 WebSocket 拥有活跃的社区，反映在丰富的服务器选项、开发者社区以及众多实际应用中。在线社区如 GitHub、http://www.websocket.org、http://webplatform.org 和 http://html5rocks.com 都在积极推动 WebSocket 的发展和应用。 ### 2.3 WebSocket 的应用 目前，WebSocket 广泛应用于各种领域，如外汇和股票报价应用，通过降低带宽和提供全双工连接，显著提升了性能。在 HTML5 游戏开发中，WebSocket 也因其对响应性的支持而成为理想选择，如在线投注应用、与 WebGL 集成的游戏控制器应用和游戏内在线聊天等。 ### 2.4 相关技术对比 | 技术名称 | 特点 | 适用场景 | 与 WebSocket 对比 | | ---- | ---- | ---- | ---- | | Server-Sent Events (SSE) | 属于 HTML5 规范，整合了一些 Comet 技术，支持自动重连、事件 ID 等 | 主要用于服务端向客户端广播信息，无需交互的场景，如新闻订阅、天气预报 | 只能从服务器向客户端发送文本数据，无法实现客户端向服务器的流式数据传输 | | SPDY | 由 Google 开发的网络协议，压缩 HTTP 头并实现多路复用，提高网页性能 | 优化网页性能，包括应用内容和静态页面的传输 | 侧重于优化 HTTP 请求，而 WebSocket 专注于优化 Web 应用前端与服务器之间的通信 | | Web Real-Time Communication (WebRTC) | 浏览器间的点对点通信技术，支持实时语音和视频聊天 | 实时语音和视频通信场景 | 与 WebSocket 可结合使用，用于处理流媒体和其他数据 | ### 2.5 WebSocket 与相关技术的关系 - WebSocket 和 SSE 虽然都始于 HTTP 请求，但性能和功能有所不同。 - WebSocket 和 SPDY 互补，可将 SPDY 增强的 HTTP 连接升级为 WebSocket，实现两者优势结合。 - WebRTC 后续计划添加的数据通道将采用类似 WebSocket 的 API，若应用涉及流媒体和其他数据，可同时使用 WebSocket 和 WebRTC。 ## 3. WebSocket API 基础 WebSocket API 是用于控制 WebSocket 协议和创建 WebSocket 应用的接口。通过该 API，应用程序可以控制