WebSocket 是什么原理?为什么可以实现持久连接?什么情况使用WebSocket

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。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

额。。最高票答案没答到点子上,最后怎么跑到Nodejs上去了。。Websocket只是协议而已。。
我一个个来回答吧

一、WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系,但HTTP是不支持持久连接的(长连接,循环连接的不算)
首先HTTP有1.1和1.0之说,也就是所谓的keep-alive,把多个HTTP请求合并为一个,但是Websocket其实是一个新协议,跟HTTP协议基本没有关系,只是为了兼容现有浏览器的握手规范而已,也就是说它是HTTP协议上的一种补充可以通过这样一张图理解
<img src="https://pic1.zhimg.com/6651f2f811ec133b0e6d7e6d0e194b4c_b.jpg" data-rawwidth="374" data-rawheight="133" class="content_image" width="374">有交集,但是并不是全部。

有交集,但是并不是全部。
另外Html5是指的一系列新的API,或者说新规范,新技术。Http协议本身只有1.0和1.1,而且跟Html本身没有直接关系。。
通俗来说,你可以用HTTP协议传输非Html数据,就是这样=。=
再简单来说,层级不一样

二、Websocket是什么样的协议,具体有什么优点
首先,Websocket是一个持久化的协议,相对于HTTP这种非持久的协议来说。
简单的举个例子吧,用目前应用比较广泛的PHP生命周期来解释。
1) HTTP的生命周期通过Request来界定,也就是一个Request 一个Response,那么HTTP1.0,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。

教练,你BB了这么多,跟Websocket有什么关系呢?
_(:з」∠)_好吧,我正准备说Websocket呢。。
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
-------以下涉及专业技术内容,不想看的可以跳过lol:,或者只看加黑内容--------
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:今晚我要服务A,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。
------------------技术解析部分完毕------------------

<img src="https://pic2.zhimg.com/afe119b52e096016139edabc2dfa9661_b.jpg" data-rawwidth="161" data-rawheight="187" class="content_image" width="161">你TMD又BBB了这么久,那到底Websocket有什么鬼用,http long poll,或者ajax轮询不都可以实现实时信息传递么。你TMD又BBB了这么久,那到底Websocket有什么鬼用,http long poll,或者ajax轮询不都可以实现实时信息传递么。
<img src="https://pic1.zhimg.com/20110e661edb1e93755a99c1d826e264_b.jpg" data-rawwidth="176" data-rawheight="193" class="content_image" width="176">

好好好,年轻人,那我们来讲一讲Websocket有什么用。
来给你吃点胡(苏)萝(丹)卜(红)
<img src="https://pic4.zhimg.com/31ddf0cfbeecef21568d85ca60b5f1ff_b.jpg" data-rawwidth="53" data-rawheight="65" class="content_image" width="53">

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。

客户端:啦啦啦啦,有新信息么?
服务端:月线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)
客户端:。。。。好吧,啦啦啦,有新信息么?
服务端:月线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)

客户端:<img src="https://pic1.zhimg.com/7c0cf075c7ee4cc6cf52f4572a4c1c10_b.jpg" data-rawwidth="143" data-rawheight="50" class="content_image" width="143">

然后服务端在一旁忙的要死:冰箱,我要更多的冰箱!更多。。更多。。(我错了。。这又是梗。。)

--------------------------
言归正传,我们来说Websocket吧
通过上面这个例子,我们可以看出,这两种方式都不是最好的方式,需要很多资源。
一种需要更快的速度,一种需要更多的'电话'。这两种都会导致'电话'的需求越来越高。
哦对了,忘记说了HTTP还是一个无状态协议。(感谢评论区的各位指出OAQ)
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)
--------------------
至于怎么在不支持Websocket的客户端上使用Websocket。。答案是:不能
但是可以通过上面说的 long poll 和 ajax 轮询来 模拟出类似的效果
-----
_(:з」∠)_两天写了两篇科普类文章。。好累OAQ,求赞。。
对啦,如果有错误,欢迎大家在底下留言指出噢~
https://www.zhihu.com/question/20215561

转载于:https://www.cnblogs.com/changningios/p/6512918.html

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/269879.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【Swift学习笔记-《PRODUCT》读书记录-实现自定义转场动画】

iOS默认的push动画是把即将展示的控制器从右边推过来。有时我们想实现类似PPT中的一些动画,这时候就需要自定义转场动画了。如下图我们想实现一个淡出并且放大的过场动画,在退出时是一个淡出缩小的动画。 首先需要自定义一个类DiaryAnimator.swift遵守 U…

【JZOJ3598】【CQOI2014】数三角形

Mission 对于100%的数据1<m,n<1000 Solution 鬼题&#xff0c;ansC3(n∗m)−Ans&#xff0c;其中Ans表示三点共线的数目&#xff1b; 枚举最长边的向量(x,y)&#xff0c;容易算出贡献及个数。 Code #include<iostream> #include<stdio.h> #include<algor…

NSTimer定时器进阶——详细介绍,循环引用分析与解决

引言 定时器&#xff1a;A timer waits until a certain time interval has elapsed and then fires, sending a specified message to a target object. 翻译如下&#xff1a;在固定的时间间隔被触发&#xff0c;然后给指定目标发送消息。总结为三要素吧&#xff1a;时间间隔、…

35:字符串的展开

35:字符串的展开 查看提交统计提问总时间限制: 1000ms内存限制: 65536kB描述在初赛普及组的“阅读程序写结果”的问题中&#xff0c;我们曾给出一个字符串展开的例子&#xff1a;如果在输入的字符串中&#xff0c;含有类似于“d-h”或者“4-8”的字串&#xff0c;我们就把它当作…

Josn

1转载于:https://www.cnblogs.com/zouxiaofan/p/6523998.html

HTML - 超文本标记语言 (Hyper Text Markup Language)

HTML - 超文本标记语言 (Hyper Text Markup Language) HTML是建设网站/网页制作主要语言。 HTML是一种易于学习的标记语言。 HTML使用像 <p> 尖括号内标记标签来定义网页的内容&#xff1a; HTML 实例 <html><body><h1>My First Heading</h1><…

AOP切入同类调用方法不起作用,AopContext.currentProxy()帮你解决这个坑

原来在springAOP的用法中&#xff0c;只有代理的类才会被切入&#xff0c;我们在controller层调用service的方法的时候&#xff0c;是可以被切入的&#xff0c;但是如果我们在service层 A方法中&#xff0c;调用B方法&#xff0c;切点切的是B方法&#xff0c;那么这时候是不会切…

[转]Installing Memcached on Windows

Installing Memcached on Windows 原文链接https://commaster.net/content/installing-memcached-windowsSubmitted by COMMASTER21JAN 15Memcached is a high performance, in-memory key-value store or caching system. Its main purpose is to speed up web applications b…

Java高级面试题

Java多线程 1、线程池的原理&#xff0c;为什么要创建线程池&#xff1f; 答&#xff1a;1)线程池可以降低创建和销毁线程时的资源消耗&#xff0c;提高响应速度&#xff0c;提高现成的可管理性。 2)线程池构造参数&#xff1a; corePoolSize:核心线程数 maximumPoolSize:最大…

访问修改属性日志

1 import time as t2 3 class Record:4 def __init__(self,value None,name None):5 self.value value6 self.name name7 8 def __get__(self,instance,owner):9 with open(D://record.txt,a) as f: 10 f.write(%s变量于北京时…

不自定义异步方法的线程池默认使用SimpleAsyncTaskExecutor

如果不自定义异步方法的线程池默认使用SimpleAsyncTaskExecutor。SimpleAsyncTaskExecutor&#xff1a;不是真的线程池&#xff0c;这个类不重用线程&#xff0c;每次调用都会创建一个新的线程。并发大的时候会产生严重的性能问题。 定义通用线程池 EnableAsync Configuratio…

同步Android与PC的时间

同步Android与PC的时间 在做一些网络延迟测试的时候&#xff0c;需要同步Android设备或者模拟器与PC的时间&#xff08;要不然无法准确计算延迟&#xff09;&#xff0c;在这里记一下获取Android的时间戳以及MacOS的时间戳&#xff0c;均为纳秒级 Android: adb shell echo \$EP…

AopContext.currentProxy();为什么能获取到代理对象

在同一个类中&#xff0c;非事务方法A调用事务方法B&#xff0c;事务失效&#xff0c;得采用AopContext.currentProxy().xx()来进行调用&#xff0c;事务才能生效。 B方法被A调用&#xff0c;对B方法的切入失效&#xff0c;但加上AopContext.currentProxy()创建了代理类&#x…

java中 set,list,array(集合与数组)相互转换

1 public static Object[] List2Array(List<Object> oList) { 2 Object[] oArray oList.toArray(new Object[] {}); 3 // TODO 需要在用到的时候另外写方法&#xff0c;不支持泛型的Array. 4 return oArray; 5 } 6 7 publi…

@Async注解导致循环依赖,BeanCurrentlyInCreationException异常

使用Async异步注解导致该Bean在循环依赖时启动报BeanCurrentlyInCreationException异常的根本原因分析&#xff0c;以及提供解决方案 今天在自己项目中使用Async的时候&#xff0c;碰到了一个问题&#xff1a;Spring循环依赖&#xff08;circular reference&#xff09;问题。 …

人工智能:图像数字化相关的知识介绍

❤️作者主页&#xff1a;IT技术分享社区 ❤️作者简介&#xff1a;大家好,我是IT技术分享社区的博主&#xff0c;从事C#、Java开发九年&#xff0c;对数据库、C#、Java、前端、运维、电脑技巧等经验丰富。 ❤️个人荣誉&#xff1a; 数据库领域优质创作者&#x1f3c6;&#x…