websocket 協議理解 來自知乎回帖

先粘貼上一個知乎回帖,說的很清晰,語言也萌萌噠 看完會感覺豁然開朗,下面是正文:

一、websocket與http

WebSocket是HTML5出的東西(協議),也就是說HTTP協議沒有變化,或者說沒關系,但HTTP是不支持持久連接的(長連接,循環連接的不算)

首先HTTP有1.1和1.0之說,也就是所謂的keep-alive,把多個HTTP請求合并為一個,但是Websocket其實是一個新協議,跟HTTP協議基本沒有關系,只是為了兼容現有瀏覽器的握手規范而已,也就是說它是HTTP協議上的一種補充可以通過這樣一張圖理解

有交集,但是并不是全部。

另外html5是指的一系列新的API,或者說新規范,新技術。Http協議本身只有1.0和1.1,而且跟Html本身沒有直接關系。。通俗來說,你可以用HTTP協議傳輸非Html數據,就是這樣=。=

再簡單來說,層級不一樣。

二、Websocket是什么樣的協議,具體有什么優點

首先,Websocket是一個持久化的協議,相對于HTTP這種非持久的協議來說。簡單的舉個例子吧,用目前應用比較廣泛的PHP生命周期來解釋。

HTTP的生命周期通過Request來界定,也就是一個Request一個Response,那么在HTTP1.0中,這次HTTP請求就結束了。

在HTTP1.1中進行了改進,使得有一個keep-alive,也就是說,在一個HTTP連接中,可以發送多個Request,接收多個Response。但是請記住Request = Response, 在HTTP中永遠是這樣,也就是說一個request只能有一個response。而且這個response也是被動的,不能主動發起。

教練,你BB了這么多,跟Websocket有什么關系呢?_(:з」∠)_好吧,我正準備說Websocket呢。。

首先Websocket是基于HTTP協議的,或者說借用了HTTP的協議來完成一部分握手。

首先我們來看個典型的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的童鞋可能發現了,這段類似HTTP協議的握手請求中,多了幾個東西。我會順便講解下作用。

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

這個就是Websocket的核心了,告訴Apache、Nginx等服務器:注意啦,我發起的是Websocket協議,快點幫我找到對應的助理處理~不是那個老土的HTTP。

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==

Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat

Sec-WebSocket-Version: 13

首先,Sec-WebSocket-Key是一個Base64 encode的值,這個是瀏覽器隨機生成的,告訴服務器:泥煤,不要忽悠窩,我要驗證尼是不是真的是Websocket助理。

然后,Sec_WebSocket-Protocol是一個用戶定義的字符串,用來區分同URL下,不同的服務所需要的協議。簡單理解:今晚我要服務A,別搞錯啦~

最后,Sec-WebSocket-Version是告訴服務器所使用的Websocket Draft(協議版本),在最初的時候,Websocket協議還在Draft階段,各種奇奇怪怪的協議都有,而且還有很多期奇奇怪怪不同的東西,什么Firefox和Chrome用的不是一個版本之類的,當初Websocket協議太多可是一個大難題。。不過現在還好,已經定下來啦~大家都使用的一個東西~ 脫水:服務員,我要的是13歲的噢→_→

然后服務器會返回下列東西,表示已經接受到請求, 成功建立Websocket啦!

HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

Sec-WebSocket-Protocol: chat

這里開始就是HTTP最后負責的區域了,告訴客戶,我已經成功切換協議啦~

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

依然是固定的,告訴客戶端即將升級的是Websocket協議,而不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket。

然后,Sec-WebSocket-Accept這個則是經過服務器確認,并且加密過后的Sec-WebSocket-Key。?服務器:好啦好啦,知道啦,給你看我的ID CARD來證明行了吧。。

后面的,Sec-WebSocket-Protocol則是表示最終使用的協議。

至此,HTTP已經完成它所有工作了,接下來就是完全按照Websocket協議進行了。具體的協議就不在這闡述了。

——————技術解析部分完畢——————

你TMD又BBB了這么久,那到底Websocket有什么鬼用,http long poll,或者ajax輪詢不都可以實現實時信息傳遞么。

好好好,年輕人,那我們來講一講Websocket有什么用。來給你吃點胡(蘇)蘿(丹)卜(紅)

三、Websocket的作用

在講Websocket之前,我就順帶著講下long poll和ajax輪詢的原理。

ajax輪詢

ajax輪詢的原理非常簡單,讓瀏覽器隔個幾秒就發送一次請求,詢問服務器是否有新信息。

場景再現:

客戶端:啦啦啦,有沒有新信息(Request)

服務端:沒有(Response)

客戶端:啦啦啦,有沒有新信息(Request)

服務端:沒有。。(Response)

客戶端:啦啦啦,有沒有新信息(Request)

服務端:你好煩啊,沒有啊。。(Response)

客戶端:啦啦啦,有沒有新消息(Request)

服務端:好啦好啦,有啦給你。(Response)

客戶端:啦啦啦,有沒有新消息(Request)

服務端:。。。。。沒。。。。沒。。。沒有(Response) —- loop

long poll

long poll其實原理跟ajax輪詢差不多,都是采用輪詢的方式,不過采取的是阻塞模型(一直打電話,沒收到就不掛電話),也就是說,客戶端發起連接后,如果沒消息,就一直不返回Response給客戶端。直到有消息才返回,返回完之后,客戶端再次建立連接,周而復始。

場景再現:

客戶端:啦啦啦,有沒有新信息,沒有的話就等有了才返回給我吧(Request)

服務端:額。。 等待到有消息的時候。。來 給你(Response)

客戶端:啦啦啦,有沒有新信息,沒有的話就等有了才返回給我吧(Request) -loop

從上面可以看出其實這兩種方式,都是在不斷地建立HTTP連接,然后等待服務端處理,可以體現HTTP協議的另外一個特點,被動性。

何為被動性呢,其實就是,服務端不能主動聯系客戶端,只能有客戶端發起。

簡單地說就是,服務器是一個很懶的冰箱(這是個梗)(不會、不能主動發起連接),但是上司有命令,如果有客戶來,不管多么累都要好好接待。

說完這個,我們再來說一說上面的缺陷(原諒我廢話這么多吧OAQ)

從上面很容易看出來,不管怎么樣,上面這兩種都是非常消耗資源的。

ajax輪詢 需要服務器有很快的處理速度和資源。(速度)long poll 需要有很高的并發,也就是說同時接待客戶的能力。(場地大小)

所以ajax輪詢和long poll都有可能發生這種情況。

客戶端:啦啦啦啦,有新信息么?

服務端:月線正忙,請稍后再試(503 Server Unavailable)

客戶端:。。。。好吧,啦啦啦,有新信息么?

服務端:月線正忙,請稍后再試(503 Server Unavailable)

客戶端:然后服務端在一旁忙的要死:冰箱,我要更多的冰箱!更多。。更多。。(我錯了。。這又是梗。。)

言歸正傳,我們來說Websocket吧

通過上面這個例子,我們可以看出,這兩種方式都不是最好的方式,需要很多資源。

一種需要更快的速度,一種需要更多的’電話’。這兩種都會導致’電話’的需求越來越高。

哦對了,忘記說了HTTP還是一個狀態協議。

通俗的說就是,服務器因為每天要接待太多客戶了,是個健忘鬼,你一掛電話,他就把你的東西全忘光了,把你的東西全丟掉了。你第二次還得再告訴服務器一遍。

所以在這種情況下出現了,Websocket出現了。他解決了HTTP的這幾個難題。首先,被動性,當服務器完成協議升級后(HTTP->Websocket),服務端就可以主動推送信息給客戶端啦。所以上面的情景可以做如下修改。

客戶端:啦啦啦,我要建立Websocket協議,需要的服務:chat,Websocket協議版本:17(HTTP Request)

服務端:ok,確認,已升級為Websocket協議(HTTP Protocols Switched)

客戶端:麻煩你有信息的時候推送給我噢。。

服務端:ok,有的時候會告訴你的。

服務端:balabalabalabala

服務端:balabalabalabala

服務端:哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈

服務端:笑死我了哈哈哈哈哈哈哈

就變成了這樣,只需要經過一次HTTP請求,就可以做到源源不斷的信息傳送了。(在程序設計中,這種設計叫做回調,即:你有信息了再來通知我,而不是我傻乎乎的每次跑來問你?)

這樣的協議解決了上面同步有延遲,而且還非常消耗資源的這種情況。那么為什么他會解決服務器上消耗資源的問題呢?

其實我們所用的程序是要經過兩層代理的,即HTTP協議在Nginx等服務器的解析下,然后再傳送給相應的Handler(php等)來處理。簡單地說,我們有一個非常快速的接線員(Nginx),他負責把問題轉交給相應的客服(Handler)。

本身接線員基本上速度是足夠的,但是每次都卡在客服(Handler)了,老有客服處理速度太慢。,導致客服不夠。Websocket就解決了這樣一個難題,建立后,可以直接跟接線員建立持久連接,有信息的時候客服想辦法通知接線員,然后接線員在統一轉交給客戶。

這樣就可以解決客服處理速度過慢的問題了。

同時,在傳統的方式上,要不斷的建立,關閉HTTP協議,由于HTTP是非狀態性的,每次都要重新傳輸identity info(鑒別信息),來告訴服務端你是誰。

雖然接線員很快速,但是每次都要聽這么一堆,效率也會有所下降的,同時還得不斷把這些信息轉交給客服,不但浪費客服的處理時間,而且還會在網路傳輸中消耗過多的流量/時間。

但是Websocket只需要一次HTTP握手,所以說整個通訊過程是建立在一次連接/狀態中,也就避免了HTTP的非狀態性,服務端會一直知道你的信息,直到你關閉請求,這樣就解決了接線員要反復解析HTTP協議,還要查看identity info的信息。

同時由客戶主動詢問,轉換為服務器(推送)有信息的時候就發送(當然客戶端還是等主動發送信息過來的。。),沒有信息的時候就交給接線員(Nginx),不需要占用本身速度就慢的客服(Handler)了

——————–

至于怎么在不支持Websocket的客戶端上使用Websocket。。答案是:不能

但是可以通過上面說的long poll和ajax 輪詢來 模擬出類似的效果


喵喵喵 (`?ω?′)好啦,正文結束,這篇文章我看了感覺很好,不知道有沒有幫助到大家呢,話說回帖的人說話好萌好有趣,我感覺是個妹子呢,看人家妹子那么厲害,我還是個小渣渣,我要加油了?

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