【WebSocket No.1】實現服務端webSocket連接通訊

前言

現階段socket通信使用TCP、UDP協議，其中TCP協議相對來說比較安全穩定！本文也是來講解TCP為主（恕在下學藝不精）。      

下面是個人理解的tcp/ip進行通訊之間的三次握手！

1.客戶端先發送報文到服務端

2.服務端接受到報文之后進行回復

3.客戶端收到回復之后再次發送確認信息。這個時候才是正式進行連接。

什么是WebSocket 

WebSocket 是一種網絡通信協議。RFC6455 定義了它的通信標准。

WebSocket 是 HTML5 開始提供的一種在單個 TCP 連接上進行全雙工通訊的協議。

與傳統的HTTP協議對比：

HTTP 協議是一種無狀態的、無連接的、單向的應用層協議。它采用了請求/響應模型。通信請求只能由客戶端發起，服務端對請求做出應答處理。也就是說HTTP沒有辦法做到在客戶端不請求服務器的情況下主動給客戶端發送消息。但是這種情況有時確實我們必須的。當然我們在WebSocket之前我們也是有辦法解決的，比如我們使用輪詢技術來實現一部分的目的，但是有了WebSocket是必輪詢更加合理的解決方案。

WebSocket API介紹

創建WebSocket 對象，這是所有步驟的第一步。

var Socket = new WebSocket(url, [protocol] );

WebSocket 對象屬性

Socket.readyState：只讀屬性 readyState 表示連接狀態，可以是以下值：0 - 表示連接尚未建立。1 - 表示連接已建立，可以進行通信。2 - 表示連接正在進行關閉。3 - 表示連接已經關閉或者連接不能打開。

Socket.bufferedAmount：只讀屬性 bufferedAmount 已被 send() 放入正在隊列中等待傳輸，但是還沒有發出的 UTF-8 文本字節數。

WebSocket 事件

WebSocket 存在基本的的四個事件處理

Socket.onopen：連接建立時觸發

Socket.onmessage：客戶端接受到服務器發送的消息時候觸發

Socket.onerror：通許期間發生錯誤時觸發

Socket.onclose：連接關閉觸發，不管你主動還是被動的

WebSocket 方法

Socket.send()：發送消息給服務器

Socket.close()：關閉連接，客戶端主動關閉。

連接形式：

      服務器監聽：服務器開啟服務之后，就進入了監聽客戶端連接狀態。此時不是指定監聽那台客戶端那是處於一個等待狀態（不是暫停，一直處於網絡實時監聽），等待客戶端找他進行連接。

       客戶端連接：客戶端對目標服務器發起鏈接請求，發起請求必須要知道IP以及相應端口號。

       確認鏈接：這個時候服務端的監聽就起作用了，受到客戶端的請求后會響應客戶端請求，創建socket鏈接。在這里需要注意鏈接不是一對一的，服務端會重新對請求客戶端創建新的socket服務。所以服務端仍處於監聽狀態仍可以監聽。

代碼示例

好了以上就是一些基本介紹，主要是為了以下的東西做鋪墊，畢竟要實現需要有socket的基礎，言歸正傳。下面開始我們完整的webSocket練習吧！（網上有些使用插件或者類庫實現的websocket。但是我們所講的是以socket為基礎的）

創建服務器

別的不多少首先創建socket服務器：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Threading;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Security.Cryptography;

namespace SocketService
{
    class SocketService
    {
        private static byte[] result = new byte[1024];
        private static int myProt = 8885;   //端口  
        static Socket serverSocket;  //服務器服務
        public void Start()
        {
            //服務器IP地址  
            IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
            //socket的構造函數進行服務注冊
            serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            //綁定IP地址：端口  
            serverSocket.Bind(new IPEndPoint(ip, myProt));
            //設定最多10個排隊連接請求 
            serverSocket.Listen(10);
            Console.WriteLine("啟動監聽{0}成功", serverSocket.LocalEndPoint.ToString());
            //通過Clientsoket發送數據  
            Thread myThread = new Thread(ListenClientConnect);
            myThread.Start();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>  
        /// 監聽客戶端連接  
        /// </summary>  
        private  void ListenClientConnect()
        {
            while (true)
            {
                Socket clientSocket = serverSocket.Accept();
               // clientSocket.Send(Encoding.ASCII.GetBytes("Server Say Hello"));
                Thread receiveThread = new Thread(ReceiveMessage);
                receiveThread.Start(clientSocket);
            }
        }

        /// <summary>  
        /// 接收消息  
        /// </summary>  
        /// <param name="clientSocket"></param>  
        private  void ReceiveMessage(object clientSocket)
        {
            Socket myClientSocket = (Socket)clientSocket;
            while (true)
            {
                try
                {
                    //通過clientSocket接收數據  
                    int receiveNumber = myClientSocket.Receive(result);
                    //  websocket建立連接的時候，除了TCP連接的三次握手，websocket協議中客戶端與服務器想建立連接需要一次額外的握手動作
                    string msg = Encoding.UTF8.GetString(result, 0, receiveNumber);
                    var buffer = result;
                    if (msg.Contains("Sec-WebSocket-Key"))
                    {

                        myClientSocket.Send(PackageHandShakeData(buffer, receiveNumber));

                       // return;
                    }
                    var ss = AnalyzeClientData(result, receiveNumber);
                    Console.WriteLine("接收客戶端{0}消息{1}", myClientSocket.RemoteEndPoint.ToString(), Encoding.UTF8.GetString(result, 0, receiveNumber));
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                    myClientSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
                    myClientSocket.Close();
                    break;
                }
            }
        }
 }
}

 代碼注釋我已經寫的很詳細了！希望你們能看懂（哈哈）！

 看到這里有些聰明的網友可能發現問題了！或者操作過但是沒有成功的也看出了不同。沒有錯，在這里我要說明的一點是有些websocket與socket有點不同的就是他的握手的首次信息以及返回信息是需要特定格式的。

也就是所謂的響應頭域需要特殊處理。在不做相對應的響應處理瀏覽器會報“握手不成功”的錯誤！

參考網址：http://www.cnblogs.com/smark/archive/2012/11/26/2789812.html 

如果初步同學沒有看明白請移至另一篇博客，詳細封裝了此方法解決此錯誤。（方便有些同學查找錯誤找不到解決方法，因為鄙人也是搞了一上午才有幸發現此問題，還望海涵）

最后我們只需要在主方法進行調用開啟服務

此時服務端代碼大功告成！下面我們使用js來進行請求就可以了。

客戶端

下面附送html建議代碼也可以去w3c查看教程：

html代碼：

    <body>
        <a href="javascript:WebSocketTest()">運行 WebSocket</a>
        <a href="javascript:webSocketClose()">關閉WebSocket</a>
        <div id="look" class="m">

        </div>
        <input id="message">
        <a href="javascript:send()">發送消息</a>
    </body>

javascript代碼：

var ws;

function WebSocketTest() {
    if("WebSocket" in window) {
        alert("您的瀏覽器支持 WebSocket!");

        // 打開一個 web socket
        ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8885");

        ws.onopen = function() {
            // Web Socket 已連接上，使用 send() 方法發送數據
            ws.send("發送數據");
            alert("數據發送中...");
        };

        ws.onmessage = function(evt) {
            var received_msg = evt.data;
            document.getElementById("look").html+=received_msg;
            alert("數據已接收...");
        };

        ws.onclose = function() {
            // 關閉 websocket
            alert("連接已關閉...");
        };
    } else {
        // 瀏覽器不支持 WebSocket
        alert("您的瀏覽器不支持 WebSocket!");
    }
}

function webSocketClose() {
ws.close();
alert("關閉了通訊")
}
function send(){
    var msg= document.getElementById("message").value;
    if(msg==""||msg==undefined){
        alert("請填寫發送內容！")
        return;
    }
    ws.send("1111111111");
    alert("發送了消息")
}

最后附上運行截圖：

 

好了以上就是webSocket的一些基礎介紹和簡單的代碼示例。

下一篇在此基礎上完善成一個聊天示例：【WebSocket No.2】WebSocket和Socket實現聊天群發