HTML5中的WebSocket


背景

在传统方式下,很多网站为了实现即时通讯,所用的技术都是轮询。轮询是在特定的的时间间隔(如每1秒),由浏览器对伺服器发出HTTP request,然后由伺服器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点,即浏览器需要不断的向伺服器发出请求,然而HTTP request 的header是非常长的,里面包含的数据可能只是一个很小的值,这样会占用很多的带宽和服务器资源。

而比较新的技术去做轮询的效果是Comet,使用了AJAX。但这种技术虽然可达到双向通信,但依然需要发出请求,而且在Comet中,普遍采用了长链接,这也会大量消耗服务器带宽和资源。

面对这种状况,HTML5定义了WebSocket协议,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯。WebSocket 是HTML5一种新的协议。它是实现了浏览器与伺服器的双向通讯。

简单的讲,通过WebSocket,可以在浏览器和服务器间建立一个TCP长连接,服务器可以实现主动推送数据至客户端。目前为止,Chrome和Safari的最新版本浏览器已经支持WebSockets了(win8测试版中的IE10也是支持的)。

客户端

在支持WebSocket的浏览器中,可以直接在Javascript中通过WebSocket对象来实现通信。WebSocket对象主要通过onopen,onmessage,onclose即onerror四个事件实现对socket消息的异步响应。一个简单的示例如下:

    var socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/");
    socket.onopen = function () {
        alert("Socket has been opened!");
    }
    socket.onmessage = function (msg) {
        alert(msg); //Awesome!
    }

 

关于其详细信息可以查看W3网站上的WebSocket API

这里附一个网上找的简单的聊天页面的实现:

View Code
 1  < html >
 2  < head >
 3      < title >WebSocket </ title >
 4      < style >
 5          html, body  {
 6              font :  normal 0.9em arial,helvetica ;
 7           }
 8 
 9          #log  {
10              width :  440px ;
11              height :  200px ;
12              border :  1px solid #7F9DB9 ;
13              overflow :  auto ;
14           }
15 
16          #msg  {
17              width :  330px ;
18           }
19       </ style >
20      < script >
21           var  socket;
22 
23           function  init() {
24               var  host  =   " ws://localhost:8080/ " ;
25               try  {
26                  socket  =   new  WebSocket(host);
27                  socket.onopen  =   function  (msg) {; };
28                  socket.onmessage  =   function  (msg) { log(msg.data); };
29                  socket.onclose  =   function  (msg) { log( " connection closed. " ); };
30              }
31               catch  (ex) { log(ex); }
32              $( " msg " ).focus();
33          }
34 
35           function  send() {
36               var  txt, msg;
37              txt  =  $( " msg " );
38              msg  =  txt.value;
39               if  ( ! msg) { alert( " Message can not be empty " );  return ; }
40              txt.value  =   "" ;
41              txt.focus();
42               try  { socket.send(msg); }  catch  (ex) { log(ex); }
43          }
44 
45          window.onbeforeunload  =   function  () {
46               try  {
47                  socket.send( ' quit ' );
48                  socket.close();
49                  socket  =   null ;
50              }
51               catch  (ex) {
52                  log(ex);
53              }
54          };
55 
56 
57           function  $(id) {  return  document.getElementById(id); }
58           function  log(msg) { $( " log " ).innerHTML  +=   " <br> "   +  msg; }
59           function  onkey(event) {  if  (event.keyCode  ==   13 ) { send(); } }
60  </ script >
61  </ head >
62  < body  onload ="init()" >
63      < h3 >WebSocket </ h3 >
64      < br >
65      < br >
66      < div  id ="log" ></ div >
67      < input  id ="msg"  type ="textbox"  onkeypress ="onkey(event)"   />
68      < button  onclick ="send()" >Send </ button >
69  </ body >
70  </ html >

 

服务器端

在.Net 4.5中,在System.Web.WebSockets和System.Net.WebSocket名字空间实现了对WebSocket的支持,其中前者主要用于Asp.net框架。如下是一个简单的EchoServer的实现。

    class WebSocketServer
    {
        public WebSocketServer()
        {
            Start();
        }

        async void Start()
        {
            var listener = new HttpListener();
            listener.Prefixes.Add("http://localhost:8080/");
            listener.Start();

            while (true)
            {
                var context = await listener.GetContextAsync();
                Console.WriteLine("connected");

                var websocketContext = await context.AcceptWebSocketAsync(null);
                ProcessClient(websocketContext.WebSocket);
            }
        }

        async void ProcessClient(WebSocket websocket)
        {
            var data = new byte[1500];
            var buffer = new ArraySegment<byte>(data);

            while (true)
            {
                var result = await websocket.ReceiveAsync(buffer, CancellationToken.None);

                if (result.CloseStatus != null)
                {
                    Console.WriteLine("socket closed");
                    websocket.Abort();
                    return;
                }

                Console.WriteLine(">>> " + Encoding.UTF8.GetString(data, 0, result.Count));
                await websocket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);
            }
        }
    }

得益于C#的async特性,实现WebSocket服务器是非常简洁的,不过我没有找到实现客户端的方法,如果谁知道望指点一下。但令人不解的是这个api只支持win8(虽然从MSDN上来看是支持win7等其它系统的),不知道最后正式版会不会去掉这个操作系统的限制。

要在非win8环境下实现WebSocket,可以试一下SuperWebSocket(服务器端)和WebSocket4Net(客户端)这两个开源库。当然,非.net的实现也是非常多的,常见的就有phpwebsocketsjWebSocketweb-socket-ruby等,这里就不一一列举了。

由于现在这段时间较忙,对于WebSocket也只是处于概念性的学习,浅尝辄止。如果有时间的话后续再写一下关于WebSocket协议和实现的相关文章。


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