【转载】Websocket学习

首先是在Tomcat里面看到Websocket的演示。很有意思。

http://localhost:8080/examples/websocket/index.xhtml

里面有：

• Echo example
• Chat example
• Multiplayer snake example
• Multiplayer drawboard example

都实现的非常有意思。上网一查，原来websocket是H5里面很有意思的技术。

学习参考 http://www.cnblogs.com/flyrui316/p/4982189.html

什么是Websocket

　　Websocket是HTML5中提出的新的协议，注意，这里是协议，可以实现客户端与服务器端的通信，实现服务器的推送功能。

2.Websocket和HTTP协议是什么关系

　　简单来说，Websocket和HTTP有关系，但是关系不大，它们的关系类似于数学中的交集,如下图（借用的Ovear的图）。Websocket借用了HTTP协议来完成一部分握手过程。

3.Websocket的握手过程

　　当客户端要建立Websocket连接时，其向服务器发送：

GET /chat HTTP/1.1

Host: xxx.com

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==

Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat

Sec-WebSocket-Version: 13

Origin: http://xxx.com

　　其中，Upgrade: websocket和Connection: Upgrade告诉服务器，我要建立的是websocket连接；Sec-WebSocket-Key部分服务器加密后还要返回浏览器，确保建立的是websocket连接；Sec-WebSocket-Version: 13是websocket的版本号。

当服务器接收到上述包后，会返回一下内容：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

Sec-WebSocket-Protocol: chat

　　它告诉客户端，我已经切换到websocket协议了，Sec-WebSocket-Accept就是Sec-WebSocket-Key加密后的内容，这样，一个websocket连接就建立了。

4.Websocket怎么工作的

　　　　　　客户端：我要建立websocket连接

　　　　　　服务器端：好的，已经切换到websocket协议，websocket连接已经建立

　　 　　　　 客户端：有什么消息要及时告诉（推送）我

　　　　　　  服务器端：好的

　　　　　　  服务器端：xxxxxx

　　　　　　  服务器端：yyyyyyy

　　　　　　　。。。。。

　　其优点就是，只要建立一次连接，就可以连续不断的得到服务器推送的消息，节省带宽和服务器端的压力。

 

 

5.Ajax轮询怎么实现的

　　其实，这个大多数小伙伴都知道了，ajax轮询模拟长连接就是每个一段时间（0.5s）就向服务器发起ajax请求，查询服务器端是否有数据更新

　　　　　　客户端：有没有新消息

　　　　　　服务器端：没有。。（第一次http结束）

　　　　　　客户端：有没有新消息

　　　　　　服务器端：有，xxxxx （第二次http结束）

　　　　　　客户端：有没有新消息

　　　　　　服务器端：没有。。 （第三次http结束）

　　　　　　客户端：有没有新消息

　　　　　　服务器端：没有。。 （第四次http结束）

　　　　　　。。。。。。

　　其缺点显而易见，每次都要建立HTTP连接，即使需要传输的数据非常少，所以这样很浪费带宽；同时，这个过程是被动性的，即不是服务器主动推送的。

 

 

6.长连接（long pull）

　　　　　　客户端：有没有新信息（Request）--第一次http请求开始
　　　　　　服务端：没有信息，不作回应

　　　　　　（时间一直的流逝。。。一直保持http连接，当等到有消息的时候）

　　　　　　服务器端：给你xxxx（Response）--这时，第一次的http请求获得想要的结果，然后还要发起第二、三。。次http请求

　　　　　　客户端：有没有新消息（Request）--第二次http请求开始

　　　　　　。。。。。

　　其缺点也是显而易见的，同ajax轮询一样，也是每次都要建立HTTP连接，也都是被动的。而且这种方法对服务器的并行要求比较大，因为在没有消息的时候，连接照样保持，而这时需要其它信息是又要建立新的连接（就连接保持中）。

 

 

参考了这个贴子：

https://www.zhihu.com/question/20215561/answer/40316953

 

1) HTTP的生命周期通过Request来界定，也就是一个Request 一个Response，那么在HTTP1.0中，这次HTTP请求就结束了。
在HTTP1.1中进行了改进，使得有一个keep-alive，也就是说，在一个HTTP连接中，可以发送多个Request，接收多个Response。
但是请记住 Request = Response ， 在HTTP中永远是这样，也就是说一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的，不能主动发起。

 

首先Websocket是基于HTTP协议的，或者说借用了HTTP的协议来完成一部分握手。
在握手阶段是一样的。

作者：Ovear
链接：https://www.zhihu.com/question/20215561/answer/40316953
来源：知乎
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。
 
首先我们来看个典型的Websocket握手（借用Wikipedia的。。）
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com
熟悉HTTP的童鞋可能发现了，这段类似HTTP协议的握手请求中，多了几个东西。
我会顺便讲解下作用。
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
这个就是Websocket的核心了，告诉Apache、Nginx等服务器：注意啦，窝发起的是Websocket协议，
快点帮我找到对应的助理处理~不是那个老土的HTTP。
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
首先，Sec-WebSocket-Key 是一个Base64 encode的值，这个是浏览器随机生成的，告诉服务器：
泥煤，不要忽悠窝，我要验证尼是不是真的是Websocket助理。
然后，Sec_WebSocket-Protocol 是一个用户定义的字符串，用来区分同URL下，不同的服务所需要的协议。
简单理解：今晚我要A服务，别搞错啦~
最后，Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使用的Websocket Draft（协议版本），
在最初的时候，Websocket协议还在 Draft 阶段，各种奇奇怪怪的协议都有，而且还有很多期奇奇怪怪不同的东西，
什么Firefox和Chrome用的不是一个版本之类的，当初Websocket协议太多可是一个大难题。。不过现在还好，已经定下来啦~大家都使用的一个东西~ 
脱水：服务员，我要的是13岁的噢→_→
 
然后服务器会返回下列东西，表示已经接受到请求， 成功建立Websocket啦！
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat
这里开始就是HTTP最后负责的区域了，告诉客户，我已经成功切换协议啦~
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
依然是固定的，告诉客户端即将升级的是Websocket协议，而不是mozillasocket，lurnarsocket或者shitsocket。
然后，Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过服务器确认，并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key。
服务器：好啦好啦，知道啦，给你看我的ID CARD来证明行了吧。。
后面的，Sec-WebSocket-Protocol 则是表示最终使用的协议。
 
至此，HTTP已经完成它所有工作了，接下来就是完全按照Websocket协议进行了。
具体的协议就不在这阐述了。

三、Websocket的作用
在讲Websocket之前，我就顺带着讲下 long poll 和 ajax轮询 的原理。

首先是 ajax轮询 ，ajax轮询 的原理非常简单，让浏览器隔个几秒就发送一次请求，询问服务器是否有新信息。
场景再现：
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：你好烦啊，没有啊。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：好啦好啦，有啦给你。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：。。。。。没。。。。没。。。没有（Response） ---- loop
 
long poll
long poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多，都是采用轮询的方式，不过采取的是阻塞模型（一直打电话，没收到就不挂电话），
也就是说，客户端发起连接后，如果没消息，就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回，返回完之后，客户端再次建立连接，周而复始。
场景再现
客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request）
服务端：额。。 等待到有消息的时候。。来 给你（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request） -loop
 
从上面可以看出其实这两种方式，都是在不断地建立HTTP连接，然后等待服务端处理，可以体现HTTP协议的另外一个特点，被动性。
何为被动性呢，其实就是，服务端不能主动联系客户端，只能有客户端发起。
简单地说就是，服务器是一个很懒的冰箱（这是个梗）（不会、不能主动发起连接），但是上司有命令，如果有客户来，不管多么累都要好好接待。

说完这个，我们再来说一说上面的缺陷（原谅我废话这么多吧OAQ）
从上面很容易看出来，不管怎么样，上面这两种都是非常消耗资源的。
ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。（速度）
long poll 需要有很高的并发，也就是说同时接待客户的能力。（场地大小）
所以ajax轮询 和long poll 都有可能发生这种情况。

忘记说了HTTP还是一个无状态协议。

通俗的说就是，服务器因为每天要接待太多客户了，是个健忘鬼，你一挂电话，他就把你的东西全忘光了，把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉服务器一遍。

 

所以在这种情况下出现了，Websocket出现了。
他解决了HTTP的这几个难题。
首先，被动性，当服务器完成协议升级后（HTTP->Websocket），服务端就可以主动推送信息给客户端啦。

所以上面的情景可以做如下修改。
客户端：啦啦啦，我要建立Websocket协议，需要的服务：chat，Websocket协议版本：17（HTTP Request）
服务端：ok，确认，已升级为Websocket协议（HTTP Protocols Switched）
客户端：麻烦你有信息的时候推送给我噢。。
服务端：ok，有的时候会告诉你的。
服务端：balabalabalabala
服务端：balabalabalabala
服务端：哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈
服务端：笑死我了哈哈哈哈哈哈哈
 
就变成了这样，只需要经过一次HTTP请求，就可以做到源源不断的信息传送了。
（在程序设计中，这种设计叫做回调，即：你有信息了再来通知我，而不是我傻乎乎的每次跑来问你）
这样的协议解决了上面同步有延迟，而且还非常消耗资源的这种情况。
 

那么为什么他会解决服务器上消耗资源的问题呢？

其实我们所用的程序是要经过两层代理的，即HTTP协议在Nginx等服务器的解析下，然后再传送给相应的Handler（PHP等）来处理。
简单地说，我们有一个非常快速的接线员（Nginx），他负责把问题转交给相应的客服（Handler）。
本身接线员基本上速度是足够的，但是每次都卡在客服（Handler）了，老有客服处理速度太慢。，导致客服不够。
Websocket就解决了这样一个难题，建立后，可以直接跟接线员建立持久连接，有信息的时候客服想办法通知接线员，然后接线员在统一转交给客户。
这样就可以解决客服处理速度过慢的问题了。

同时，在传统的方式上，要不断的建立，关闭HTTP协议。

由于HTTP是非状态性的，每次都要重新传输identity info（鉴别信息），来告诉服务端你是谁。
虽然接线员很快速，但是每次都要听这么一堆，效率也会有所下降的，同时还得不断把这些信息转交给客服，
不但浪费客服的处理时间，而且还会在网路传输中消耗过多的流量/时间。
但是Websocket只需要一次HTTP握手，所以说整个通讯过程是建立在一次连接/状态中，也就避免了HTTP的非状态性，
服务端会一直知道你的信息，直到你关闭请求，这样就解决了接线员要反复解析HTTP协议，还要查看identity info的信息。
同时由客户主动询问，转换为服务器（推送）有信息的时候就发送（当然客户端还是等主动发送信息过来的。。），
没有信息的时候就交给接线员（Nginx），不需要占用本身速度就慢的客服（Handler）了。

有时间可以仿照tomcat例子写个程序玩玩。

（完）