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WebSocket以及socketIO的使用

时间：2020-02-24来源：电脑系统城作者：电脑系统城

简介

WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

现在，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是 Ajax 轮询。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。

HTML5 定义的 WebSocket 协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

原生socket

socket是在http基础上，对http进行升级，让连接用socket来完成。

一个典型的Websocket握手请求如下：

客户端请求

GET / HTTP/1.1 Upgrade: websocket Connection: Upgrade Host: example.com Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ== Sec-WebSocket-Version: 13

服务器回应

HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s= Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/

Connection 必须设置 Upgrade，表示客户端希望连接升级。
Upgrade 字段必须设置 Websocket，表示希望升级到 Websocket 协议。
Sec-WebSocket-Key 是随机的字符串，服务器端会用这些数据来构造出一个 SHA-1 的信息摘要。把 “Sec-WebSocket-Key” 加上一个特殊字符串 “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”，然后计算 SHA-1 摘要，之后进行 BASE-64 编码，将结果做为 “Sec-WebSocket-Accept” 头的值，返回给客户端。如此操作，可以尽量避免普通 HTTP 请求被误认为 Websocket 协议。
Sec-WebSocket-Version 表示支持的 Websocket 版本。RFC6455 要求使用的版本是 13，之前草案的版本均应当弃用。
Origin 字段是可选的，通常用来表示在浏览器中发起此 Websocket 连接所在的页面，类似于 Referer。但是，与 Referer 不同的是，Origin 只包含了协议和主机名称。
其他一些定义在 HTTP 协议中的字段，如 Cookie 等，也可以在 Websocket 中使用。

服务端

客户端

<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>Title</title> <script> let socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/') socket.emit = function(name,...args){ socket.send(JSON.stringify({name,data:args})) alert(JSON.stringify({name,data:args})) } socket.onopen = function (event) { console.log('WebSocket is open') socket.emit('msg',12,34) } socket.onmessage = function (event) { console.log('有消息过来') } socket.onclose = function () { console.log('断开连接') } </script> </head> <body> </body> </html>

socket.io

原生socket较复杂，一般都通过框架来使用websocket，socket.io封装了websocket。

socket.io文档

安装：

npm install socket.io -s

简单使用

服务端

创建服务端IO对象 io = require('socket.io')(httpServer);
监视连接 io.on('connection',function(socket))
通过emit 、 on
- on(name,function(data){}) ：绑定监听
- emit(name,data): 发送消息

客户端

引入客户端socket.io-client 库
io(url) 连接服务端，得到socket对象（如果不指定url，将会连接默认主机地址）
通过emit，on实现通信

实现一个简易的聊天室

上面服务端如果使用socket.emit 实现的是服务端和客户端的一对一发送数据，那么如何将服务端收到的数据发送给其他用户，来实现聊天室效果呢？

这里就需要io.emit 发送数据给当前连接此服务器的所有用户。

服务端

客户端

<head> <script src="https://cdn.bootcss.com/socket.io/2.3.0/socket.io.js"></script> <script src="https://cdn.bootcss.com/jquery/3.4.1/jquery.min.js"></script> <script> $(function () { let socket = io("ws://localhost:4000"); $('form').submit(function(e){ e.preventDefault(); //阻止刷新 socket.emit('chat message', $('#m').val()); $('#m').val(''); return false; }); socket.on('chat message', function(msg){ $('#messages').append($('<li>').text(msg)); }); }); </script> </head> <body> <ul id="messages"></ul> <form action=""> <input id="m" autocomplete="off" /><button>Send</button> </form> </body>

接下来根据官网的方案进行优化

Here are some ideas to improve the application:

Broadcast a message to connected users when someone connects or disconnects.

在服务端，通过io.on('connection') 监听用户连接。

socket.on('disconnect') 监听用户断开。

通过回调向客户端传递提示信息。 socket.id 可以用来独一无二的表示当前会话的客户端id

//服务端 socket.on('add user',function (msg) { //在用户第一次加入时，触发add user，提示所有用户 io.emit('user joined',{id: socket.id}); }) socket.on('disconnect',(reason)=>{ console.log('disconnect',socket.id,reason); io.emit('user left',{id: socket.id}) }) //客户端 socket.on('user joined',function(data){ let {id} = data; $('#messages').append($('<li>').text(id+'加入聊天室').addClass('log')); }) socket.on('user left',function(data){ let {id} = data; $('#messages').append($('<li>').text(id+'离开聊天室').addClass('log')); })

Add support for nicknames.

//在客户端提供添加昵称的输入框，当输入完信息后，传递昵称给服务端 socket.emit('add user', username); //在服务端重构 socket.on('add user', function (username) { socket.username = username; io.emit('user joined', { username: socket.username }); })

Don’t send the same message to the user that sent it himself. Instead, append the message directly as soon as he presses enter.

通过监听keydown事件，判定 event.which 的值是否为 13（enter的Unicode码是13）。如果是则emit 消息

Add “{user} is typing” functionality.

通过监听input事件，来更新type信息

//update $inputMessage.on('input', function () { updateTyping(); }); function updateTyping() { if (connected) { if (!typing) {//如果当前没在输入，则更改标志，并发送正在输入的消息消息 typing = true; socket.emit('typing'); } lastTypingTime = (new Date()).getTime(); setTimeout(function () { var typingTimer = (new Date()).getTime(); var timeDiff = typingTimer - lastTypingTime; if (timeDiff >= TYPING_TIMER_LENGTH && typing) {//如果停止输入超时，则发送停止消息 socket.emit('stop typing'); typing = false; } }, TYPING_TIMER_LENGTH); } } //服务端传递当前正在输入或停止输入的用户名，用于让客户端显示或消失 is Typing的信息 socket.on('typing', function () { io.emit('typing', { username: socket.username }); }); socket.on('stop typing', function () { io.emit('stop typing', { username: socket.username });

Show who’s online.
Add private messaging.

更多案例在官方仓库中查找

NameSpaces、rooms

namespace允许用户去分配路径，这个的好处是可以减少TCP资源，同时进行通道隔离

默认的namespace是/ 通过 of 方法可以自定义namespace

//服务端 const nsp = io.of('/my-namespace'); nsp.on('connection', function(socket){ console.log('someone connected'); }); nsp.emit('hi', 'everyone!'); //客户端 const socket = io('/my-namespace');

对于每个namespace，都可以定义多个频道，也就是room，用户可以 join 和 left

//服务端 io.on('connection', function(socket){ socket.join('some room'); }); //当要向某个房间传数据时，使用 to io.to('some room').emit('some event');

有的时候需要将数据从一个进程发送到令一个进程，可以通过redis adapter

//一个服务端可以应用redis adapter const io = require('socket.io')(3000); const redis = require('socket.io-redis'); io.adapter(redis({ host: 'localhost', port: 6379 })); //另一个服务端可以通过连接给服务，从另一个进程的任意频道发送 const io = require('socket.io-emitter')({ host: '127.0.0.1', port: 6379 }); setInterval(function(){ io.emit('time', new Date); }, 5000);