学习 NodeJS 第八天:Socket 通讯实例
前言
一般来讲,http 是基于文本的“单向”通讯机制。这里所谓的“单向”,乃相对于“双向”而言,因为 http 服务器只需根据请求返还恰当的 html 给客户端即可,不涉及客户端向服务端的通讯。这种单向的机制比较简单,对网络质量要求也不高。而更多的场景则是需要可靠、稳定的端到端连接。一般这种服务是实时的、有态的而且是长连接,长连接则暗示两段须达致相向通讯的能力,也就说是服务端客户端两者间能够实时地相互间通信。毫无疑问,能够实时通信的服务器正是我们对服务器基本要求之一。区别于 http 服务器以 http 为通讯协议, 实时服务器一般采用较为底层的 tcp/ip 为协议通讯,实现了“套字节 socket”的双向机制。
socket 是根据博克莱 (u.c.berkley) 大学早期发展的 socket 概念写成的,其设计理念是是将网络传输类比成文件的读取与写入 (传送的动作被视为是写入/接收的动作被视为是读取),如此、传送与接收就简化为编程人员比较容易懂的 读取与写入,降低了网络编程的学习困难度。
聊天室服务器
聊天室的实时连接基于底层的 tcp 直接连接,为此我们须调用 node 的 tcp 模块。如果不太熟悉所谓 tcp 网络编程?太底层了是不是?没关系,我也不熟悉,边学边做嘛,只不过千万不必因为遇到陌生的词汇而害怕,其实这样原理并不深奥,而且下面的例子也十分的简单易懂!咱们就从最简单的开始吧,下面代码仅仅十行,它的作用是服务器向客户端输出一段文本,完成 sever --> client 的单向通讯。
// sever --> client 的单向通讯 var net = require('net'); var chatserver = net.createserver(); chatserver.on('connection', function(client) { client.write('hi!\n'); // 服务端向客户端输出信息,使用 write() 方法 client.write('bye!\n'); client.end(); // 服务端结束该次会话 }); chatserver.listen(9000);
客户端可以是系统自带的 telnet:
telnet 127.0.0.1 9000
执行 telnet 后,与服务点连接,反馈 hi! bye! 的字符,并立刻结束服务端程序终止连接。如果我们要服务端接到到客户端的信息?可以监听 server.data 事件并且不要中止连接(否则会立刻结束无法接受来自客户端的消息):
// 在前者的基础上,实现 client --> sever 的通讯,如此一来便是双向通讯 var net = require('net'); var chatserver = net.createserver(), clientlist = []; chatserver.on('connection', function(client) { // js 可以为对象*添加属性。这里我们添加一个 name 的自定义属性,用于表示哪个客户端(客户端的地址+端口为依据) client.name = client.remoteaddress + ':' + client.remoteport; client.write('hi ' + client.name + '!\n'); clientlist.push(client); client.on('data', function(data) { broadcast(data, client);// 接受来自客户端的信息 }); }); function broadcast(message, client) { for(var i=0;i<clientlist.length;i+=1) { if(client !== clientlist[i]) { clientlist[i].write(client.name + " says " + message); } } } chatserver.listen(9000);
这里要说明一下的是,不不同操作系统对端口范围的限制不一样,有可能是随机的。
那么上面是不是一个完整功能的代码呢?我们说还有一个问题没有考虑进去:那就是一旦某个客户端退出,却仍保留在 clientlist 里面,这明显是一个空指针(nullpoint)。如果是在这样的话我们写程序太脆弱了,能不能更健壮一些?——请接着看。
首先我们简单地把 client 从数组 clientlist 中移除掉。完成这工作一点都不困难。node tcp api 已经为我们提供了 end 事件,即客户端中止与服务端连接的时候发生。移除 client 对象的代码如下:
chatserver.on('connection', function(client) { client.name = client.remoteaddress + ':' + client.remoteport client.write('hi ' + client.name + '!\n'); clientlist.push(client) client.on('data', function(data) { broadcast(data, client) }) client.on('end', function() { clientlist.splice(clientlist.indexof(client), 1); // 删除数组中的制定元素。这是 js 基本功哦~ }) })
但是我们还不敢说上述代码很健壮,因为一旦 end 没有被触发,异常仍然存在着。下面我们看看解决之道:重写 broadcast():
function broadcast(message, client) { var cleanup = [] for(var i=0;i<clientlist.length;i+=1) { if(client !== clientlist[i]) { if(clientlist[i].writable) { // 先检查 sockets 是否可写 clientlist[i].write(client.name + " says " + message) } else { cleanup.push(clientlist[i]) // 如果不可写,收集起来销毁。销毁之前要 socket.destroy() 用 api 的方法销毁。 clientlist[i].destroy() } } } //remove dead nodes out of write loop to avoid trashing loop index for(i=0;i<cleanup.length;i+=1) { clientlist.splice(clientlist.indexof(cleanup[i]), 1) } }
tcp api 中还提供一个 error 事件,用于捕捉客户端的异常:
client.on('error', function(e) { console.log(e); });
node 网络编程的 api 还丰富,此次仅仅是个入门,更多的内容请接着看,关于浏览器 socket 应用。
socket.io
前面说到,浏览器虽然也属于客户端的一种,但仅支持“单工”的 http 通讯。有见及此,html5 新规范中推出了基于浏览器的 websocket,开发了底层的接口,允许我们能进行 更强大的操作,超越以往的 xhr。
如第一个例子那般,我们无须第三方框架就可以直接与 node tcp 服务器 进行 socket 通讯。
但我们又要认清一个事实,不是每个浏览器都可以顺利支持 websocket 的。于是 socket.io ()出现了,它提供了不支持 websocket 时候的降级支持,同时使得一些旧版本的浏览器也可以“全双工”地工作。优先使用的顺序如下:
- websocket
- socket over flash api
- xhr polling 长连接
- xhr multipart streaming
- forever iframe
- jsonp polling
经过封装,我们可以不探究客户端使用上述哪一种技术达致“全双工”;而我们编写代码时,亦无论考虑哪种放法,因为 socket.io 给我们的 api 只有一套。了解 socket.io 其用法就可以了。
先在浏览器部署 socket.io 的前端代码:
<!doctype html> <html> <body> <script src="/socket.io/socket.io.js"></script> <script> var socket = io.connect('http://localhost:8080'); // 当服务端发送一条消息到客户端,message 事件即被触发。我们把消息在控制台打印出来 socket.on('message', function(data){ console.log(data) }) </script> </body> </html>
服务端 node 代码:
var http = require('http'), io = require('socket.io'), fs = require('fs'); // 虽然我们这里使用了同步的方法,那会阻塞 node 的事件循环,但是这是合理的,因为 readfilesync() 在程序周期中只执行一次,而且更重要的是,同步方法能够避免异步方法所带来的“与 socketio 之间额外同步的问题”。当 html 文件读取完毕,而且服务器准备好之后,如此按照顺序去执行就能让客户端马上得到 html 内容。 var sockfile = fs.readfilesync('socket.html'); // socket 服务器还是构建于 http 服务器之上,因此先调用 http.createserver() server = http.createserver(); server.on('request', function(req, res){ // 一般 http 输出的格式 res.writehead(200, {'content-type': 'text/html'}); res.end(sockfile); }); server.listen(8080); var socket = io.listen(server); // 交由 socket.io 接管 // socket.io 真正的连接事件 socket.on('connection', function(client){ console.log('client connected'); client.send('welcome client ' + client.sessionid); // 向客户端发送文本 });
当客户端连接时,服务端会同时出发两个事件:server.onrequest 和 socket.onconnection。它们之间有什么区别呢?区别在于 socket 的是持久性的。
多个 socket 连接,先是客户端代码:
<!doctype html> <html> <body> <script src="/socket.io/socket.io.js"></script> <script> var upandrunning = io.connect('http://localhost:8080/upandrunning'); var weather = io.connect('http://localhost:8080/weather'); upandrunning.on('message', function(data){ document.write('<br /><br />node: up and running update<br />'); document.write(data); }); weather.on('message', function(data){ document.write('<br /><br />weather update<br />'); document.write(data); }); </script> </body> </html>
服务端代码:
var sockfile = fs.readfilesync('socket.html'); server = http.createserver(); server.on('request', function(req, res){ res.writehead(200, {'content-type': 'text/html'}); res.end(sockfile); }); server.listen(8080); var socket = io.listen(server); socket.of('/upandrunning') .on('connection', function(client){ console.log('client connected to up and running namespace.'); client.send("welcome to 'up and running'"); }); socket.of('/weather') .on('connection', function(client){ console.log('client connected to weather namespace.'); client.send("welcome to 'weather updates'"); });
如上代码,我们可以划分多个命名空间,分别是 upandrunning 和 weather。
关于 express 中使用 soclet.io,可以参考《node:up and ruuning》一书的 7.2.2 小节。
今晚时间的关系,涉及 socket.io 许多方面还没有谈,容小弟我日后再了解。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。