有关WebSocket必须了解的知识

一、前言

最近之前时间正好在学习java知识，所以自个想找个小项目练练手，由于之前的ssm系统已经跑了也有大半年了，虽然稀烂，但是功能还是勉强做到了，所以这次准备重构ssm系统，改名为postCode系统（至于为什么前者叫ssm，可能是因为后端java用的是ssm框架吧），这次后端将不会开发两套，而是主要实现之前没有实现的单聊功能，由于搭建了多个服务，通信使用的是RabbitMQ，然后把着对消息通信的原理研究写下了这篇水文，后面会单独浅谈一些RabbitMQ。

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二、TCP/IP模型

tcp/ip模型算是大学计算机学科中必学的一段知识，但长时间不接触，又都还给老师了。

tcp/ip模型是互联网的基础，它是一些列协议的总称，tcp/ip模型又可以划分为osi七层模型

OSI七层模型	TCP/IP概率模型	功能	TCP/IP协议族
应用层	应用层	文件传输、邮件传输	ftp、smtp
表示层		数据格式化，代码转换，数据加密	没有协议
会话层		接触或者建立于别的接口联系	没有协议
传输层	传输层	提供端对端的接口	TCP、UDP
网络层	网络层	为数据包选择路由	IP、ICMP、RIP、OSPF
数据链路层	链路层	传输有地址的帧以及错误检查功能	SLIP、CSLIP、PPP、ARP
物理层		以二进制数据形式在物理媒介上传输数据	IS02110

2.1、UDP的特点

无连接

• UDP无需建立三次握手，而是想要发送数据的时候就可以直接送
• 发送端：将收到应用层的数据增加一个UDP的标识就发送出去了
• 接受端：将UDP协议的标识去掉就传输给应用层了

可以单播，多播，广播

UDP支持一对一、一对多、多对多、多对一的传输方式。

不可靠性

通信不需要建立连接，也不需要管对方有没有收到，而是想发就发，这样的连接是不安全的

2.2、TCP的特点

• 面向连接
• 仅支持单播传输
• 可靠性

TCP提供全双工通信（重点重点）

TCP允许通信双方的应用程序在任何时候都能发送数据，因为TCP连接的两端都设有缓存，用来临时存放双向通信的数据。当然，TCP可以立即发送一个数据段，也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据段（最大的数据段大小取决于MSS）

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三、Socket编程

在了解WebSocket编程之前要先了解了解Socket

什么是Socket

• 超详细文档

起初应用层的数据到达传输层后需要依赖tcp/ip协议族建立tcp连接，然后tcp又需要依赖网络层的ip协议等，从而产生了不同数据格式依赖不同协议模型的尴尬局面，导致一些列安全和网络阻塞问题，从而诞生了socket的接口。

• socket的诞生是为了应用程序能够更方便的将数据经由传输层来传输
• socket本质上就是对TCP/IP 的运用进行了一层封装
• socket并不是协议，而是介于应用层和传输层之间抽象出来的一层，是一组接口
• socket建立连接和断开连接和普通的tcp连接一样需要进行三次握手和四次挥手
• socket可以建立长连接和短连接
• socket主要是应用在C/S(Client/Server)模式里
• 所有的连接都需要经过socket接口

最后可以简单的理解为socket对tcp/ip封装后向应用层提供一些更加方便传输数据的接口。

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四、WebSocket

因为socket只能是在C/S架构出现，浏览器端操作都处于应用层，所以Html5中提出了WebSocket通信协议，为了解决真正意义上的全双工通信的难题。

• 建立WebSocket连接前会先发送一个Header里面有Upgrade:Websocket的http请求
• ws和wss都属于WebSocket的通信协议，wss和https一样都只是多了TLS协议

不同网络通信协议的对应关系

类	WebSocket	XMLHttpRequest
通信协议	ws	http
通信协议+TLS协议	wss	https

4.1、ScokJS/Socket.IO

ScokJS

• ScokJS是一套基于WebSocket Api封装的js库，它在浏览器和web服务器之间创建了一个低延迟、全双工、跨域通信通道。
• Spring框架提供了基于SockJS协议的透明的回退选项；Spring Framework也是SockJS推荐Java Server的实现，同时也提供了Java 的client实现
• SockJS的一大好处在于提供了浏览器兼容性。优先使用原生WebSocket，如果在不支持websocket的浏览器中，会自动降为轮询的方式。
• 因此服务器如果是spring环境，应该优先使用ScokJS

Socket.IO

• 使用文档
• 原理文档

• Socket.io和ScokJS一样都是基于WebSocket Api封装的js库，同样也是为了解决部分浏览器不支持WebSocket而诞生的js库。
• Socket.io本身设计就是提供了一套node环境的全双工连接，所有在node环境作为服务器使用Socket.io的时候还需要绑定http.Server服务，因为WebSocket协议是构建在HTTP协议之上的
• 因此服务器如果是node环境，应该优先使用Socket.io

4.2、STOMP/vue-socket

虽然ScokJS和Socket.IO都解决了浏览器兼容性问题，但是在进行双向通信的过程中是不遵循任何消息协议的，也就是当消息到达应用层后就只剩消息文本本身了，所以不利于跨平台和多端通信，于是对应约束消息格式的消息协议的就诞生了。

STOMP

• 使用文档

• STOMP是一种基于帧的协议，帧的结构是效仿HTTP报文格式
• STOMP可以直接使用WebSocket进行连接，也可以使用SockJS进行连接
  • Stomp.client(url) 通过WebSocket直接连接
  • Stomp.over(ws) 通过sockJS进行连接
• STOMP更加适合于做于消息组件，其中的方法设计都是可以配合rabbitMQ使用的，只需要在rabbitMQ中安装rabbitmq_web_stomp和 rabbitmq_web_stomp_examples就可以了

vue-socket

• vue-socket和STOMP一样都是消息协议，vue-socket底层是基于socket.io封装的js库，对vue支持会更好。