WebSocket协议学习指南

lifecycle of a WebSocket connection

WebSocket介绍：

WebSocket是一种计算机通信协议，提供了在单个传输控制协议（TCP）连接上进行双向通信的能力。它允许Web浏览器（或其他客户端应用程序）和Web服务器之间进行全双工交互，从而实现实时数据传输。WebSocket协议的握手过程是通过HTTP请求/响应来建立连接的，允许服务器在同一端口上处理HTTP连接和WebSocket连接。一旦连接建立，通信就会切换到双向二进制协议，不再符合HTTP协议。

WebSocket协议的特点包括：

• 提供了标准化的方式，使服务器能够向客户端发送内容，而无需客户端首先请求。

• 允许在保持连接打开的同时来回传递消息，从而实现双向持续对话。

• 通过TCP端口号443（或未加密连接的情况下的端口80）进行通信，有利于防火墙阻止非Web互联网连接的环境。

WebSocket优缺点：

WebSocket协议具有许多优点，也存在一些缺点。以下是WebSocket协议的优缺点：

1. 低数据传输开销：与基于HTTP的实时机制（如HTTP长轮询）相比，WebSocket协议使用持久连接而不是连续的HTTP请求/响应循环。因此，WebSocket协议需要更少的带宽，提供较低的延迟，减少了客户端和服务器的负载。

2. 广泛的支持：WebSocket是一种成熟的技术，得到了广泛的采用。几乎所有的Web浏览器都原生支持WebSocket API，并且在各种编程语言和开发平台上都有许多库和框架实现了WebSocket协议。

3. 灵活性：WebSocket技术的设计允许实现应用级协议和扩展，以提供额外的功能（如发布/订阅消息）。它还是一种事件驱动技术，数据一旦可用就会被推送，无需轮询。

4. 全双工通信：WebSocket提供了全双工、双向通信通道，服务器可以向客户端发送消息，双方可以同时发送低延迟的消息。因此，WebSocket非常适合双向、多用户实时Web应用程序，如聊天室。

1. 不适用于流式音视频数据：WebSocket不适用于流式音视频数据，这种情况下更适合使用WebRTC技术。

2. 连接中断恢复：WebSocket连接在断开时不会自动恢复，需要开发人员自行实现连接恢复，这也是存在许多WebSocket客户端库的原因之一。

3. 受限环境的阻塞：某些环境（如具有代理服务器的企业网络）会阻止WebSocket连接，因此需要考虑支持这些情况的备用传输方式，增加了工程复杂性和成本。

4. 状态性：WebSocket是有状态的，这使得在由多个WebSocket服务器组成的大规模系统中使用起来更加困难，需要在服务器之间共享连接状态。

WebSocket适用场景：

WebSocket协议适用于许多实时通信和数据传输的应用场景，包括但不限于以下几个方面：

1. 实时聊天和消息传递：WebSocket协议非常适合构建实时聊天应用程序，如在线客服聊天、社交媒体应用的即时消息功能等。通过WebSocket，用户可以实时收发消息，提高用户体验。

2. 数据广播：WebSocket可用于数据广播，将相同的数据（消息）同时传输给多个接收者。这种一对多的通信形式适用于实时更新，如实时比分更新、交通信息推送、股票行情和市场更新等。

3. 数据同步：WebSocket协议可用于实现数据同步，确保多个设备或系统之间的数据保持一致和实时更新。例如，多用户实时投票和问卷调查功能，当一个用户投票时，其他用户可以立即看到更新。

4. 多人协作：WebSocket可用于构建多人协作应用，如实时协作编辑、共享文档、在线白板等。通过WebSocket，多个用户可以同时编辑和查看相同的内容，实现实时协作和互动。

5. 实时通知和提醒：WebSocket协议适用于实时通知和提醒功能，如社交媒体平台的消息通知、在线市场的交易提醒等。通过WebSocket，服务器可以实时向客户端推送通知，让用户及时了解重要信息。

websocket服务端和客户端通信流程图

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