Socket.IO 与 WebSocket：主要区别和使用方法

这篇博文比较了 Socket.IO 和 WebSocket，这两个最流行的选项可用于构建实时功能，例如聊天、多人游戏或多用户文档协作。我们将看看以下内容：

• WebSocket简介

• Socket.IO简介

• WebSocket：优点和缺点

• Socket.IO：优点和缺点

• Socket.IO 和 WebSocket 用例

• Socket.IO 和 WebSocket 之间有什么区别？

• 什么时候应该使用 Socket.IO 什么时候应该使用 WebSocket？

• Socket.IO 和 WebSocket 替代品

WebSocket简介

WebSocket是一种实时技术，可通过持久的单套接字连接在客户端和服务器之间实现双向、全双工通信。

WebSocket 连接以 HTTP 请求/响应握手开始。如果此初始握手成功，则客户端和服务器已同意使用为 HTTP 请求建立的现有 TCP 连接作为 WebSocket 连接。只要需要，这个连接就会一直保持活动状态（理论上，它可以永远持续下去），允许服务器和客户端独立地随意发送数据。

WebSocket 技术包括两个核心构建块：

• WebSocket 协议。WebSocket 协议于 2011 年 12 月通过 RFC 6455 标准化，支持通过 Web 在 WebSocket 客户端和 WebSocket 服务器之间进行实时通信。它支持二进制数据和文本字符串的传输。

• WebSocket API。允许您执行必要的操作，例如管理 WebSocket 连接、发送和接收消息以及侦听 WebSocket 服务器触发的事件。几乎所有现代浏览器都支持 WebSocket API。

Socket.IO简介

Socket.IO是一个实时库，可实现 Web 客户端和服务器之间的低延迟双向通信。Socket.IO 建立在 WebSocket 协议之上，并提供额外的功能，例如自动重新连接、广播支持或回退到HTTP 长轮询。

请注意，Socket.IO 在底层使用Engine.IO来建立低级连接并在客户端和服务器之间交换数据。

长期以来，Socket.IO 官方只提供了一个 Node.js 服务器实现，以及一个 JavaScript 客户端。最近，Socket.IO 的创建者还用 Java、C++ 和 Swift 开发了其他几个客户端。 

除了官方支持的实现之外，还有多个其他 Socket.IO 客户端和服务器实现，由社区维护，涵盖编程语言和平台，如 Python、Golang 或 .NET。 

WebSocket：优点和缺点

WebSocket 优势

• 在 WebSocket 出现之前，AJAX 长轮询和 Comet 等 HTTP 技术是构建实时应用程序的标准。与 HTTP 相比，WebSocket无需为每个请求建立新连接，从而大大减少了每条消息的大小（无 HTTP 标头）。与 HTTP 相比，这有助于节省带宽、改善延迟并减少服务器端的 WebSockets 负担。

• 灵活性根植于 WebSocket 技术的设计中，它允许实施应用程序级协议和附加功能的扩展（例如发布/订阅消息传递）。

• 作为一种事件驱动技术，WebSocket 允许在没有客户端请求的情况下传输数据。在客户端需要对事件（尤其是它无法预测的事件，例如欺诈警报）做出快速反应的情况下，此特性是可取的。

WebSocket 缺点

• 与 HTTP 不同，WebSocket 是有状态的。这可能很难处理，尤其是在规模上，因为它需要服务器层跟踪每个单独的 WebSocket 连接并维护状态信息。

• WebSockets 不会在连接终止时自动恢复——这是您需要自己实现的东西，也是存在许多 WebSocket 客户端库的部分原因。

• 某些环境（例如带有代理服务器的公司网络）会阻止 WebSocket 连接，而某些浏览器仍然不支持 WebSocket。

Socket.IO：优点和缺点

Socket.IO 优势

• Socket.io 支持通过命名空间进行多路复用。使用命名空间使您能够最大限度地减少使用的 TCP 连接数，并节省服务器上的套接字端口。 

• Socket.IO 允许服务器端灵活地向所有连接的客户端广播事件。您还可以通过房间功能向部分客户广播事件。

• Socket.IO 提供HTTP 长轮询作为后备选项，这在不支持 WebSockets 的环境中很有用。

• Socket.IO 提供了一种可配置的 Ping/Pong 心跳机制，允许您检测连接是否存在。此外，如果客户端断开连接，它会自动重新连接。

Socket.IO 缺点

• Socket.IO 不保证 exactly-once 消息语义。默认情况下，提供至多一次保证。Socket.IO 也可以配置为提供至少一次保证，尽管这会带来额外的工程复杂性——您必须使用确认、超时、为每个事件分配唯一 ID 并将事件保存在数据库中。 

• Socket.IO 具有有限的本机安全功能。例如，它不提供端到端加密，也不提供生成和更新令牌以进行身份​​验证的机制。

• Socket.IO 与任何其他 WebSocket 实现都不兼容。例如，您不能将普通的 WebSocket 客户端与 Socket.IO 服务器一起使用；Socket.IO 客户端也无法连接到普通的 WebSocket 服务器。

• Socket.IO 被设计为在单个区域中工作，而不是在多区域架构中工作。这可能会导致延迟增加（如果您的用户位于不同区域），甚至系统停机等问题 - 如果您拥有 Socket.IO 服务器的数据中心发生中断会怎样？

Socket.IO 和 WebSocket 用例

作为类似的技术，Socket.IO 和 WebSocket 都可以用于为最终用户提供实时功能。我们可以将 WebSocket 和 Socket.IO 用例大致分为两类：

• 实时更新，其中通信是单向的，并且服务器正在将低延迟（并且通常是频繁的）更新流式传输到客户端。想想实时体育更新、警报、实时仪表板或实时位置跟踪。

• 双向通信，客户端和服务器都发送和接收消息。示例包括聊天应用程序、虚拟事件和虚拟教室（后两者通常涉及投票、测验和问答等功能）。WebSocket 和 Socket.IO 还可用于支持多用户同步协作功能，例如多人同时编辑同一文档。

Socket.IO 与 WebSocket：有什么区别？

WebSocket 是一种在客户端和服务器之间实现双向实时通信的技术。相比之下，Socket.IO 是一个在 WebSockets 之上提供抽象层的库，可以更轻松地创建实时应用程序。

似乎WebSockets 在性能方面比 Socket.IO 有优势；例如，与 Socket.IO 相比，WebSockets 的内存需求要低得多。然而，一些差异是可以预料的。毕竟，Socket.IO 是比原始 WebSocket 更复杂（要求更高）的解决方案。

Socket.IO 提供自动重新连接、房间和回退到长轮询等功能。使用 vanilla WebSockets，您无法从这些开箱即用的功能中受益；如果它们与您的用例相关，您必须自己构建所有这些功能。

我应该使用 Socket.IO 还是 WebSocket？

您应该使用 Socket.IO 还是 WebSocket 取决于几个因素。首先，您的用例的细节。例如，原始 WebSocket 适用于简单的用例，例如向（大多数）浏览器发送数据。另一方面，对于更复杂的用例，例如聊天应用程序，Socket.IO 是一个更好的选择，因为它允许您比普通的 WebSockets 更快地移动。

要记住的另一个方面是您的用例所需的灵活性程度。原始 WebSockets 提供了更大的灵活性——您可以设计自己的架构和顶层协议（尽管这非常困难且耗时）。相比之下，Socket.IO 带有预先设计的架构和协议，在某些时候可能会受到限制。

无论您选择哪种方式（WebSocket 或 Socket.IO），构建可靠的实时功能并将其大规模交付给最终用户绝非易事。

Socket.IO 和 WebSocket 替代品

我们希望本文能帮助您更好地理解 Socket.IO 和 WebSockets 之间的优缺点和差异。值得注意的是，Socket.IO 和 WebSocket 并不是您可以用来构建实时功能的唯一技术。这里有一些：

如果您想避免在内部管理 WebSocket 基础设施的麻烦和高昂的成本，您可能需要考虑使用完全托管的 WebSocket 解决方案。