HTTP:
1,無狀態協議。
2,短連接。(Ajax輪詢方式或Long poll方式實現“持久連接”狀態)
2,被動型。 客戶端請求->服務器端響應。服務端不能主動聯系客戶端,只能有客戶端發起。
WebSocket:
它解決了HTTP的這幾個難題。
如被動性,當服務器完成協議升級后(HTTP->Websocket),服務端就可以主動推送信息給客戶端啦。
就變成了這樣,只需要經過一次HTTP請求,就可以做到源源不斷的信息傳送了。(在程序設計中,這種設計叫做回調,即:你有信息了再來通知我,而不是我傻乎乎的每次跑來問你)
這樣的協議解決了同步有延遲,而且還非常消耗資源的這種情況。
那么為什么他會解決服務器上消耗資源的問題呢?
其實我們所用的程序是要經過兩層代理的,即HTTP協議在Nginx等服務器的解析下,然后再傳送給相應的Handler(PHP等)來處理。
簡單地說,我們有一個非常快速的接線員(Nginx),他負責把問題轉交給相應的客服(Handler)。
本身接線員基本上速度是足夠的,但是每次都卡在客服(Handler)了,老有客服處理速度太慢。,導致客服不夠。
Websocket就解決了這樣一個難題,建立后,可以直接跟接線員建立持久連接,有信息的時候客服想辦法通知接線員,然后接線員在統一轉交給客戶。
這樣就可以解決客服處理速度過慢的問題了。
同時,在傳統的方式上,要不斷的建立,關閉HTTP協議,由於HTTP是非狀態性的,每次都要重新傳輸identity info(鑒別信息),來告訴服務端你是誰。
雖然接線員很快速,但是每次都要聽這么一堆,效率也會有所下降的,同時還得不斷把這些信息轉交給客服,不但浪費客服的處理時間,而且還會在網路傳輸中消耗過多的流量/時間。
但是Websocket只需要一次HTTP握手,所以說整個通訊過程是建立在一次連接/狀態中,也就避免了HTTP的非狀態性,服務端會一直知道你的信息,直到你關閉請求,這樣就解決了接線員要反復解析HTTP協議,還要查看identity info的信息。
同時由客戶主動詢問,轉換為服務器(推送)有信息的時候就發送(當然客戶端還是等主動發送信息過來的。。),沒有信息的時候就交給接線員(Nginx),不需要占用本身速度就慢的客服(Handler)了。
至於怎么在不支持Websocket的客戶端上使用Websocket。。答案是:不能
但是可以通過上面說的 long poll 和 ajax 輪詢來 模擬出類似的效果
WebSocket 機制
以下簡要介紹一下WebSocket的原理及運行機制。
WebSocket是HTML5下一種新的協議。它實現了瀏覽器與服務器全雙工通信,能更好的節省服務器資源和帶寬並達到實時通訊的目的。它與HTTP一樣通過已建立的TCP連接來傳輸數據,但是它和HTTP最大不同是:
WebSocket是一種雙向通信協議。在建立連接后,WebSocket服務器端和客戶端都能主動向對方發送或接收數據,就像Socket一樣;
WebSocket需要像TCP一樣,先建立連接,連接成功后才能相互通信。
相對於傳統HTTP每次請求-應答都需要客戶端與服務端建立連接的模式,WebSocket是類似Socket的TCP長連接通訊模式。一旦WebSocket連接建立后,后續數據都以幀序列的形式傳輸。在客戶端斷開WebSocket連接或Server端中斷連接前,不需要客戶端和服務端重新發起連接請求。在海量並發及客戶端與服務器交互負載流量大的情況下,極大的節省了網絡帶寬資源的消耗,有明顯的性能優勢,且客戶端發送和接受消息是在同一個持久連接上發起,實時性優勢明顯。
相比HTTP長連接,WebSocket有以下特點:
是真正的全雙工方式,建立連接后客戶端與服務器端是完全平等的,可以互相主動請求。而HTTP長連接基於HTTP,是傳統的客戶端對服務器發起請求的模式。
HTTP長連接中,每次數據交換除了真正的數據部分外,服務器和客戶端還要大量交換HTTP header,信息交換效率很低。Websocket協議通過第一個request建立了TCP連接之后,之后交換的數據都不需要發送 HTTP header就能交換數據,這顯然和原有的HTTP協議有區別所以它需要對服務器和客戶端都進行升級才能實現(主流瀏覽器都已支持HTML5)。此外還有 multiplexing、不同的URL可以復用同一個WebSocket連接等功能。這些都是HTTP長連接不能做到的。
下面再通過客戶端和服務端交互的報文對比WebSocket通訊與傳統HTTP的不同點:
在客戶端,new WebSocket實例化一個新的WebSocket客戶端對象,請求類似 ws://yourdomain:port/path 的服務端WebSocket URL,客戶端WebSocket對象會自動解析並識別為WebSocket請求,並連接服務端端口,執行雙方握手過程,客戶端發送數據格式類似:
GET /webfin/websocket/ HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: xqBt3ImNzJbYqRINxEFlkg==
Origin: http://localhost:8080
Sec-WebSocket-Version: 13
可以看到,客戶端發起的WebSocket連接報文類似傳統HTTP報文,Upgrade:websocket參數值表明這是WebSocket類型請求,Sec-WebSocket-Key是WebSocket客戶端發送的一個 base64編碼的密文,要求服務端必須返回一個對應加密的Sec-WebSocket-Accept應答,否則客戶端會拋出Error during WebSocket handshake錯誤,並關閉連接。
服務端收到報文后返回的數據格式類似:
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: K7DJLdLooIwIG/MOpvWFB3y3FE8=
Sec-WebSocket-Accept的值是服務端采用與客戶端一致的密鑰計算出來后返回客戶端的,HTTP/1.1 101 Switching Protocols表示服務端接受WebSocket協議的客戶端連接,經過這樣的請求-響應處理后,兩端的WebSocket連接握手成功, 后續就可以進行TCP通訊了。用戶可以查閱WebSocket協議棧了解WebSocket客戶端和服務端更詳細的交互數據格式。
在開發方面,WebSocket API 也十分簡單:只需要實例化 WebSocket,創建連接,然后服務端和客戶端就可以相互發送和響應消息。