手摸手教你使用WebSocket[其實WebSocket也不難]

jhhfft 發布于2019-08-23 12:32 / 3405人閱讀

摘要：缺點可能會導致丟失數據在斷開重連的這段時間中，恰好雙方正在通信。博客前端積累文檔公眾號以上參考資料教程理解心跳及重連機制協議分鐘從入門到精通

在本篇文章之前，WebSocket很多人聽說過，沒見過，沒用過，以為是個很高大上的技術，實際上這個技術并不神秘，可以說是個很容易就能掌握的技術，希望在看完本文之后，馬上把文中的栗子拿出來自己試一試，實踐出真知。

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WebSocket解決了什么問題：

客戶端(瀏覽器)和服務器端進行通信，只能由客戶端發起ajax請求，才能進行通信，服務器端無法主動向客戶端推送信息。

當出現類似體育賽事、聊天室、實時位置之類的場景時，客戶端要獲取服務器端的變化，就只能通過輪詢(定時請求)來了解服務器端有沒有新的信息變化。

輪詢效率低，非常浪費資源(需要不斷發送請求，不停鏈接服務器)

WebSocket的出現，讓服務器端可以主動向客戶端發送信息，使得瀏覽器具備了實時雙向通信的能力,這就是WebSocket解決的問題

一個超簡單的栗子：

新建一個html文件，將本栗子找個地方跑一下試試，即可輕松入門WebSocket：

function socketConnect(url) {
    // 客戶端與服務器進行連接
    let ws = new WebSocket(url); // 返回`WebSocket`對象，賦值給變量ws
    // 連接成功回調
    ws.onopen = e => {
        console.log("連接成功", e)
        ws.send("我發送消息給服務端"); // 客戶端與服務器端通信
    }
    // 監聽服務器端返回的信息
    ws.onmessage = e => {
        console.log("服務器端返回：", e.data)
        // do something
    }
    return ws; // 返回websocket對象
}
let wsValue = socketConnect("ws://121.40.165.18:8800"); // websocket對象

上述栗子中WebSocket的接口地址出自：WebSocket 在線測試，在開發的時候也可以用于測試后端給的地址是否可用。

webSocket的class類：

當項目中很多地方使用WebSocket，把它封成一個class類，是更好的選擇。

下面的栗子，做了非常詳細的注釋，建個html文件也可直接使用，websocket的常用API都放進去了。

下方注釋的代碼，先不用管，涉及到心跳機制，用于保持WebSocket連接的

class WebSocketClass {
    /**
     * @description: 初始化實例屬性，保存參數
     * @param {String} url ws的接口
     * @param {Function} msgCallback 服務器信息的回調傳數據給函數
     * @param {String} name 可選值 用于區分ws，用于debugger
     */
    constructor(url, msgCallback, name = "default") {
        this.url = url;
        this.msgCallback = msgCallback;
        this.name = name;
        this.ws = null;  // websocket對象
        this.status = null; // websocket是否關閉
    }
    /**
     * @description: 初始化 連接websocket或重連webSocket時調用
     * @param {*} 可選值 要傳的數據
     */
    connect(data) {
        // 新建 WebSocket 實例
        this.ws = new WebSocket(this.url);
        this.ws.onopen = e => {
            // 連接ws成功回調
            this.status = "open";
            console.log(`${this.name}連接成功`, e)
            // this.heartCheck();
            if (data !== undefined) {
                // 有要傳的數據,就發給后端
                return this.ws.send(data);
            }
        }
        // 監聽服務器端返回的信息
        this.ws.onmessage = e => {
            // 把數據傳給回調函數，并執行回調
            // if (e.data === "pong") {
            //     this.pingPong = "pong"; // 服務器端返回pong,修改pingPong的狀態
            // }
            return this.msgCallback(e.data);
        }
        // ws關閉回調
        this.ws.onclose = e => {
            this.closeHandle(e); // 判斷是否關閉
        }
        // ws出錯回調
        this.onerror = e => {
            this.closeHandle(e); // 判斷是否關閉
        }
    }
    // heartCheck() {
    //     // 心跳機制的時間可以自己與后端約定
    //     this.pingPong = "ping"; // ws的心跳機制狀態值
    //     this.pingInterval = setInterval(() => {
    //         if (this.ws.readyState === 1) {
    //             // 檢查ws為鏈接狀態 才可發送
    //             this.ws.send("ping"); // 客戶端發送ping
    //         }
    //     }, 10000)
    //     this.pongInterval = setInterval(() => {
    //         this.pingPong = false;
    //         if (this.pingPong === "ping") {
    //             this.closeHandle("pingPong沒有改變為pong"); // 沒有返回pong 重啟webSocket
    //         }
    //         // 重置為ping 若下一次 ping 發送失敗 或者pong返回失敗(pingPong不會改成pong)，將重啟
    //         console.log("返回pong")
    //         this.pingPong = "ping"
    //     }, 20000)
    // }
    // 發送信息給服務器
    sendHandle(data) {
        console.log(`${this.name}發送消息給服務器:`, data)
        return this.ws.send(data);
    }
    closeHandle(e = "err") {
        // 因為webSocket并不穩定，規定只能手動關閉(調closeMyself方法)，否則就重連
        if (this.status !== "close") {
            console.log(`${this.name}斷開，重連websocket`, e)
            // if (this.pingInterval !== undefined && this.pongInterval !== undefined) {
            //     // 清除定時器
            //     clearInterval(this.pingInterval);
            //     clearInterval(this.pongInterval);
            // }
            this.connect(); // 重連
        } else {
            console.log(`${this.name}websocket手動關閉`)
        }
    }
    // 手動關閉WebSocket
    closeMyself() {
        console.log(`關閉${this.name}`)
        this.status = "close";
        return this.ws.close();
    }
}
function someFn(data) {
    console.log("接收服務器消息的回調：", data);
}
// const wsValue = new WebSocketClass("ws://121.40.165.18:8800", someFn, "wsName"); // 這個鏈接一天只能發送消息50次
const wsValue = new WebSocketClass("wss://echo.websocket.org", someFn, "wsName"); // 阮一峰老師教程鏈接
wsValue.connect("立即與服務器通信"); // 連接服務器
// setTimeout(() => {
//     wsValue.sendHandle("傳消息給服務器")
// }, 1000);
// setTimeout(() => {
//     wsValue.closeMyself(); // 關閉ws
// }, 10000)

栗子里面我直接寫在了一起，可以把class放在一個js文件里面,export出去，然后在需要用的地方再import進來，把參數傳進去就可以用了。

WebSocket不穩定

WebSocket并不穩定，在使用一段時間后，可能會斷開連接，貌似至今沒有一個為何會斷開連接的公論，所以我們需要讓WebSocket保持連接狀態，這里推薦兩種方法。

WebSocket設置變量，判斷是否手動關閉連接：

class類中就是用的這種方式:設置一個變量，在webSocket關閉/報錯的回調中，判斷是不是手動關閉的，如果不是的話，就重新連接，這樣做的優缺點如下：

優點：請求較少(相對于心跳連接)，易設置。

缺點：可能會導致丟失數據,在斷開重連的這段時間中，恰好雙方正在通信。

WebSocket心跳機制：

因為第一種方案的缺點，并且可能會有其他一些未知情況導致斷開連接而沒有觸發Error或Close事件。這樣就導致實際連接已經斷開了，而客戶端和服務端卻不知道，還在傻傻的等著消息來。

然后聰明的程序猿們想出了一種叫做心跳機制的解決方法：

客戶端就像心跳一樣每隔固定的時間發送一次ping，來告訴服務器，我還活著，而服務器也會返回pong，來告訴客戶端，服務器還活著。

具體的實現方法，在上面class的注釋中，將其打開，即可看到效果。

關于WebSocket

怕一開始就堆太多文字性的內容，把各位嚇跑了，現在大家已經會用了，我們再回頭來看看WebSocket的其他知識點。

WebSocket的當前狀態:WebSocket.readyState

下面是WebSocket.readyState的四個值(四種狀態)：

0: 表示正在連接

1: 表示連接成功，可以通信了

2: 表示連接正在關閉

3: 表示連接已經關閉，或者打開連接失敗

我們可以利用當前狀態來做一些事情，比如上面栗子中當WebSocket鏈接成功后，才允許客戶端發送ping。

if (this.ws.readyState === 1) {
    // 檢查ws為鏈接狀態 才可發送
    this.ws.send("ping"); // 客戶端發送ping
}

WebSocket還可以發送/接收二進制數據

這里我也沒有試過，我是看阮一峰老師的WebSocket教程才知道有這么個東西，有興趣的可以再去谷歌，大家知道一下就可以。

二進制數據包括：blob對象和Arraybuffer對象，所以我們需要分開來處理。

    // 接收數據
ws.onmessage = function(event){
    if(event.data instanceof ArrayBuffer){
        // 判斷 ArrayBuffer 對象
    }
    
    if(event.data instanceof Blob){
        // 判斷 Blob 對象
    }
}

// 發送 Blob 對象的例子
let file = document.querySelector("input[type="file"]").files[0];
ws.send(file);

// 發送 ArrayBuffer 對象的例子
var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
var binary = new Uint8Array(img.data.length);
for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
    binary[i] = img.data[i];
}
ws.send(binary.buffer);

如果你要發送的二進制數據很大的話，如何判斷發送完畢：

webSocket.bufferedAmount屬性，表示還有多少字節的二進制數據沒有發送出去：

var data = new ArrayBuffer(10000000);
socket.send(data);
if (socket.bufferedAmount === 0) {
    // 發送完畢
} else {
    // 發送還沒結束
}

上述栗子出自阮一峰老師的WebSocket教程

WebSocket的優點：

最后再吹一波WebSocket：

雙向通信(一開始說的，也是最重要的一點)。

數據格式比較輕量，性能開銷小，通信高效

協議控制的數據包頭部較小，而HTTP協議每次通信都需要攜帶完整的頭部

更好的二進制支持

沒有同源限制，客戶端可以與任意服務器通信

與 HTTP 協議有著良好的兼容性。默認端口也是80和443，并且握手階段采用 HTTP 協議，因此握手時不容易屏蔽，能通過各種 HTTP 代理服務器

結語

看了本文之后，如果還是有點迷糊的話，一定要把文中的兩個栗子，新建個html文件跑起來，自己鼓搗鼓搗一下。不然讀多少博客/教程都沒有用，實踐才出真知，切勿紙上談兵。

希望看完的朋友可以點個喜歡/關注，您的支持是對我最大的鼓勵。

博客、前端積累文檔、公眾號、GitHub

以上2018.10.22

參考資料：

WebSocket 教程

理解WebSocket心跳及重連機制

WebSocket協議：5分鐘從入門到精通

GPU云服務器云服務器手摸手 WebSocket rtc websocket cdn websocket

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