第六章设计程序架构之设计实现WebSocket策略

1. 概述

　　传统网页的通信方式是请求-响应模式，每次请求-响应都是新的连接。连接的建立和断开也是需要消耗资源的。

　　WebSocket是基于TCP协议，实现单个连接上的双向通信。

　　本章内容包括：异步读写字符串和二进制数据、选择连接丢失策略、何时使用WebSocket。

2. 主要内容

　　2.1 异步读写字符串和二进制数据

　　　　* HTTP polling 是传统的使用一系列AJAX请求来实现客户端服务端长久连接（表面上看起来是长久连接）的方式。

　　　　* HTTP long polling 是客户端使用AJAX请求服务端时用到的一种服务端技术。是通过阻塞进入的请求，直到当前请求操作完成来实现的。在HTTP中，这不是一种好的方式，因为HTTP的请求响应模式不是为这种情形设计的。而且这也不是一种可靠的方式，可能会发生连接中断的情况。

　　　　* WebSockets是一种新的支持双工通信的技术。WebSockets使用一种特殊连接取代了客户端/服务器模式的通信协议。

　　　　* 使用WebSockets是要考虑不支持HTML5的情况。使用 System.Web.HttpBrowserCapabilities 可以检测。

　　　　* 基于WebSockets的通信一般包括三个步骤：

　　　　 ① 通过一次握手在客户端和服务端建立连接。

　　　　 ② 请求WebSockets服务端开启通信监听。

　　　　 ③ 传输数据。

　　　　请求WebSockets时，浏览器首先打开一个到服务端的http连接，然后浏览器发送一个升级版请求(如下)，如该请求被接收并处理，则握手完成。所有通信通过一个TCP Socket连接进行。

WebSocket handshake upgrade request
GET /mychat HTTP/1.1 
Host: server.example.com 
Upgrade: websocket 
Connection: Upgrade 
Sec-WebSocket-Key: hy6T&Ui8trDRGY5REWe4r5== 
Sec-WebSocket-Protocol: chat 
Sec-WebSocket-Version: 13 
Origin: http://example.com
HTTP/1.1 101 Switching Protocols 
Upgrade: websocket 
Connection: Upgrade 
Sec-WebSocket-Accept: Ju6Tr4Ewed0p9Uyt6jNbgFD5t6= 
Sec-WebSocket-Protocol: chat

　　　　实例：使用JQuery实现一个客户端WebSockets链接

var socket;  
$(document).ready(function () {   socket = new   WebSocket("ws://localhost:1046/socket/handle"); socket.addEventListener("open", function (evnt) { $("#display").append('connection');}, false);    socket.addEventListener("message", function (evnt) { $("#display ").append(evnt.data);}, false);    socket.addEventListener("error", function (evnt) { $("#display ").append('unexpected error.');}, false);  ...  }); 
Or using straight method calls: function connect(){   try{   var socket;   var host = "ws://localhost:8000/socket/server/start";   var socket = new WebSocket(host);   message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState);   socket.onopen = function(){   message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState+' (open)');   }   socket.onmessage = function(msg){   message('<p class="message">Received: '+msg.data);   }   socket.onclose = function(){   message('<p class="event">Socket Status: '+socket.readyState+' (Closed)');    }   } catch(exception){   message('<p>Error'+exception);   }   
}

　　　　* WebSockets协议的建立，需要ASP.NET4.5及IIS8环境。 System.Web.WebSockets下的方法用来支持WebSockets相关的开发。

　　　　* 通过实现HttpContext.Current.AcceptWebSocketRequest(Func<AspNetWebSocketContext, Task>)来支持WebSockets连接。

　　　　下面的C#代码用来管理WebSockets连接

public async Task MyWebSocket(AspNetWebSocketContext context)  {  while (true)  {  ArraySegment<byte> arraySegment = new ArraySegment<byte>(new byte[1024]);  // open the result.  This is waiting asynchronously WebSocketReceiveResult socketResult =   await context.WebSocket.ReceiveAsync(arraySegment,  CancellationToken.None);  // return the message to the client if the socket is still open if (context.WebSocket.State == WebSocketState.Open)  {  string message = Encoding.UTF8.GetString(arraySegment.Array, 0,  socketResult.Count);  userMessage = "Your message: " + message + " at " +   DateTime.Now.ToString(); arraySegment = new  ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(message));  // Asynchronously send a message to the client  await context.WebSocket.SendAsync(arraySegment,  WebSocketMessageType.Text,  true, CancellationToken.None);  }  else { break; }  }  
}