什么是WebSocket，与http的关系及WebSocket解决的问题

目录

一、什么是websocket

二、websocket的原理

三、websocket与http的关系

四、websocket解决的问题

1.http存在的问题

2.long poll(长轮询)

3.Ajax轮询

4.websocket的改进

一、什么是websocket

WebSocket是HTML5下一种新的协议?websocket协议本质上是一个基于tcp的协议?

它实现了浏览器与服务器全双工通信?能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的

Websocket是一个持久化的协议

二、websocket的原理

websocket约定了一个通信的规范?通过一个握手的机制?客户端和服务器之间能建立一个类似tcp的连接?从而方便它们之间的通信

在websocket出现之前?web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接

websocket是一种全新的协议?不属于http无状态协议?协议名为"ws"

三、websocket与http的关系

相同点

都是基于tcp的=都是可靠性传输协议

都是应用层协议

不同点

WebSocket是双向通信协议=模拟Socket协议=可以双向发送或接受信息

HTTP是单向的

WebSocket是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的

而http是浏览器发起向服务器的连接=服务器预先并不知道这个连接

联系

WebSocket在建立握手时=数据是通过HTTP传输的。但是建立之后=在真正传输时候是不需要HTTP协议的

总结=总体过程=

首先=客户端发起http请求=经过3次握手后=建立起TCP连接=http请求里存放WebSocket支持的版本号等信息=如=Upgrade、Connection、WebSocket-Version等=

然后=服务器收到客户端的握手请求后=同样采用HTTP协议回馈数据=

较后=客户端收到连接成功的消息后=开始借助于TCP传输信道进行全双工通信。

四、websocket解决的问题

1.http存在的问题

http是一种无状态协议=每当一次会话完成后=服务端都不知道下一次的客户端是谁=需要每次知道对方是谁=才进行相应的响应=因此本身对于实时通讯就是一种极大的障碍

http协议采用一次请求=一次响应=每次请求和响应就携带有大量的header头=对于实时通讯来说=解析请求头也是需要一定的时间=因此=效率也更低下

最重要的是=需要客户端主动发=服务端被动发=也就是一次请求=一次响应=不能实现主动发送

2.long poll(长轮询)

对于以上情况就出现了http解决的第一个方法——长轮询

基于http的特性=简单点说=就是客户端发起长轮询=如果服务端的数据没有发生变更=会 hold 住请求=直到服务端的数据发生变化=或者等待一定时间超时才会返回。返回后=客户端又会立即再次发起下一次长轮询

优点是解决了http不能实时更新的弊端=因为这个时间很短=发起请求即处理请求返回响应=实现了“伪·长连接”

张三取快递的例子=张三今天一定要取到快递=他就一直站在快递点=等待快递一到=立马取走

从例子上来看有个问题=

假如有好多人一起在快递站等快递=那么这个地方是否足够大==抽象解释=需要有很高的并发=同时有很多请求等待在这里=

总的来看

推送延迟。服务端数据发生变更后=长轮询结束=立刻返回响应给客户端。

服务端压力。长轮询的间隔期一般很长=例如 30s、60s=并且服务端 hold 住连接不会消耗太多服务端资源。

3.Ajax轮询

基于http的特性=简单点说=就是规定每隔一段时间就由客户端发起一次请求，查询有没有新消息，如果有=就返回=如果没有等待相同的时间间隔再次询问

优点是解决了http不能实时更新的弊端=因为这个时间很短，发起请求即处理请求返回响应，把这个过程放大n倍，本质上还是request = response

举个形象的例子=假设张三今天有个快递快到了=但是张三忍耐不住=就每隔十分钟给快递员或者快递站打电话=询问快递到了没=每次快递员就说还没到=等到下午张三的快递到了=but=快递员不知道哪个电话是张三的==可不是只有张三打电话=还有李四=王五==所以只能等张三打电话=才能通知他=你的快递到了=

从例子上来看有两个问题=

假如说=张三打电话的时间间隔为10分钟=当他收到快递前较后一次打电话=快递员说没到=他刚挂掉电话=快递入库了=就是到了==那么等下一次时间到了=张三打电话知道快递到了=那么这样的通讯算不算实时通讯=很显然=不算=中间有十分钟的时间差=还不算给快递员打电话的等待时间=抽象的解释=每次request的请求时间间隔等同于十分钟=请求解析相当于等待=

假如说张三所在的小区每天要收很多快递=每个人都采取主动给快递员打电话的方式=那么快递员需要以多快的速度接到=其他人打电话占线也是问题=抽象解释=请求过多=服务端响应也会变慢

总的来看，Ajax轮询存在的问题

推送延迟。

服务端压力。配置一般不会发生变化=频繁的轮询会给服务端造成很大的压力。

推送延迟和服务端压力无法中和。降低轮询的间隔=延迟降低=压力增加=增加轮询的间隔=压力降低=延迟增高

4.websocket的改进

一旦WebSocket连接建立后=后续数据都以帧序列的形式传输。在客户端断开WebSocket连接或Server端中断连接前=不需要客户端和服务端重新发起连接请求。在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下=极大的节省了网络带宽资源的消耗=有明显的性能优势=且客户端发送和接受消息是在同一个持久连接上发起=实现了“真·长链接”=实时性优势明显。

WebSocket有以下特点

是真正的全双工方式=建立连接后客户端与服务器端是完全平等的=可以互相主动请求。而HTTP长连接基于HTTP=是传统的客户端对服务器发起请求的模式。

HTTP长连接中=每次数据交换除了真正的数据部分外=服务器和客户端还要大量交换HTTP header=信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个request建立了TCP连接之后=之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据=这显然和原有的HTTP协议有区别所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现（主流浏览器都已支持HTML5）