认识 WebSocket 一篇文章就够了

WebSocket 是一种网络通信协议，很多高级功能都需要它

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一、HTTP/1.1 的升级特性

要说 WebSocket 协议，我们得先来说说 HTTP 协议的一个请求头，事实上，所有的 HTTP 客户端（浏览器、移动端等）都可以在请求头中包含 Connection:Upgrade ，这个表示客户端希望升级请求协议，那么希望升级成什么样的协议呢？

我们需要在 Upgrade 头中指定一个或者多个协议的列表，当然这些协议必须兼容 HTTP/1.1 协议。服务器收到请求之后，如果接受升级请求，那么将会返回一个 101 的状态码，表示转换请求协议，同时在响应的 Upgrade 头中使用单个值，这个单个值就是请求协议列表中服务器支持的第一个协议（即请求头的 Upgrade 字段中列出来的协议列表中服务器支持的第一个协议）。

HTTP 升级最大的好处是最终使我们可以使用任意的协议，在升级握手完成之后，它就不再使用 HTTP 连接了，我们甚至可以在升级握手完成之后建立一个 Socket 连接，理论上我们可以使用 HTTP 升级在两个端点之间使用任何自己设计的协议，进而创建出各种各样的 TCP 通信，当然浏览器不会让开发者随意去这么做，而是要指定某些协议，WebSocket 应运而生！

二、为什么需要 WebSocket ？

初次接触 WebSocket 的人，都会问同样的问题：我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？

答案很简单，因为== HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起==

举例来说，我们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。

这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用 轮询：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。

轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。因此，工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的

三、WebSocket 简介

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。

它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种

其他特点包括：

（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。
（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。
（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

ws://example.com:80/some/path

一个 WebSocket 请求首先使用非正常的 HTTP 请求以特定的模式访问一个 URL ，这个 URL 有两种模式，分别是 ws 和 wss，对应 HTTP 协议中的 http 和 https，请求头中除了 Connection:Upgrade 之外还有一个 Upgrade:websocket ，它们两个将共同告诉服务器将连接升级为 WebSocket 这样一种全双工协议。

如此，在握手完成之后，文本消息或者其他二进制消息就可以同时在两个方向上进行发送，而不需要关闭和重建连接。此时的客户端和服务端关系其实是对等的，他们都可以互相向对方主动发消息。

ws 和 wss 模式并不能算作 HTTP 协议的一部分，因为 HTTP 请求和请求头并不包含 URL 模式，HTTP 请求只在请求的第一行中包含相对于服务器的 URL ，在 Host 头中包含域名，而 WebSocket 中特有的 ws 和 wss 模式主要用于通知浏览器和 API 是希望使用 SSL/TLS(wss)，还是希望使用不加密的方式(ws)进行连接。

四、WebSocket 优势

（1）由于 WebSocket 连接在端口 80(ws)或者 443(wss)上创建，与 HTTP 使用的端口相同，这样，基本上所有的防火墙都不会阻塞 WebSocket 连接

（2）WebSocket 使用 HTTP 协议进行握手，因此它可以自然而然的集成到网络浏览器和 HTTP 服务器中

（3）使用该协议，当消息启动或者到达的时候，服务端和客户端都可以知道

五、WebSocket 的用途

（1）网页上的在线聊天

（2）多人在线游戏

（3）在线股票网站

（4）在线即时新闻网站

（5）高清视频流

（6）应用集群之间的通信

（7）远程系统/软件的状态和性能的实时监控