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1.前言
本文先讲解 WebSocket 的应用场景和特点,然后通过前后端示例代码讲解,展示在实际的开发中的应用。
1.1. 应用场景
WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议, 是为了满足基于 Web 的日益增长的实时通信需求而产生的。我们平时接触的大多数是 HTTP 的接口,但是在有些业务场景中满足不了我们的需求,这时候就需要用到 WebSocket。简单举两个例子:
(1)页面地图上要实时显示在线人员坐标:传统基于 HTTP 接口的处理方式是轮询,每次轮询更新最新的坐标信息。
(2)手机的付款码页面,在外界设备扫描付款码支付成功后,手机付款码页面提示“支付成功”并自动关闭:传统方式还是轮询,付款码页面一直调用接口,直到从服务器获取成功支付的状态后,手机提示“支付成功”并关闭付款码页面。
HTTP 协议有一个缺陷:通信只能由客户端发起。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。但这种方式即浪费带宽(HTTP HEAD 是比较大的),又消耗服务器 CPU 占用(没有信息也要接受请求)。
在 WebSocket API 尚未被众多浏览器实现和发布的时期,开发者在开发需要接收来自服务器的实时通知应用程序时,不得不求助于一些“hacks”来模拟实时连接以实现实时通信,最流行的一种方式是长轮询。长轮询主要是发出一个 HTTP 请求到服务器,然后保持连接打开以允许服务器在稍后的时间响应(由服务器确定)。为了这个连接有效地工作,许多技术需要被用于确保消息不错过,如需要在服务器端缓存和记录多个的连接信息(每个客户)。虽然长轮询是可以解决这一问题的,但它会耗费更多的资源,如 CPU、内存和带宽等,要想很好的解决实时通信问题就需要设计和发布一种新的协议
1.2. WebSocket 定义
WebSocket 是一种协议,是一种与 HTTP 同等的网络协议,两者都是应用层协议,都基于 TCP 协议。但是 WebSocket 是一种双向通信协议,在建立连接之后,WebSocket 的 server 与 client 都能主动向对方发送或接收数据。同时,WebSocket 在建立连接时需要借助 HTTP 协议,连接建立好了之后 client 与 server 之间的双向通信就与 HTTP 无关了。
相比于传统 HTTP 的每次“请求 - 应答”都要 client 与 server 建立连接的模式,WebSocket 是一种长连接的模式。就是一旦 WebSocket 连接建立后,除非 client 或者 server 中有一端主动断开连接,否则每次数据传输之前都不需要 HTTP 那样请求数据。
WebSocket 对象提供了一组 API,用于创建和管理 WebSocket 连接,以及通过连接发送和接收数据。浏览器提供的 WebSocket API 很简洁,调用示例如下:
HTTP、WebSocket 等应用层协议,都是基于 TCP 协议来传输数据的。我们可以把这些高级协议理解成对 TCP 的封装。既然大家都使用 TCP 协议,那么大家的连接和断开,都要遵循 TCP 协议中的三次握手和四次握手,只是在连接之后发送的内容不同,或者是断开的时间不同。对于 WebSocket 来说,它必须依赖 HTTP 协议进行一次握手,握手成功后,数据就直接从 TCP 通道传输,与 HTTP 无关了。
2.后端 WebSocket 服务(SpringBoot)
pom.xml
在配置类 @Configuration 下注册 ServerEndpointExporter 的 Bean,这个 bean 会自动注册使用了 @ServerEndpoint 注解声明的 Websocket endpoint
创建 WebSocket 的工具类 WebSocket.java
3. 到此 WebSocket 的代码就结束了,运行该 SpringBoot 项目,对应的 WebSocket 地址为:ws://127.0.0.1:port/websocket/{userId}
可以在 WebSocket 在线测试网站 上测试后端接口。
前端 WebSocket 调用(Angular)
3.1. npm 依赖
安装 rxjs 的依赖库
安装 websocket 依赖库
安装类型定义文件
3.2. WebSocket Service
创建 WebSocket 的 Service 文件
上述命令生成了 websocket.service.ts 文件,示例代码为:
3.3. Demo 演示
简单做个 demo 页面,有留言板和输入框。同时开多个浏览器页面,只要在任意一个页面的输入框中输入文字,所有页面的留言板上都会实时显示出来。
示例的代码提供,app.component.html
app.component.ts
app.component.css
本人创业团队产品 MadPecker,主要做 BUG 管理、测试管理、应用分发,网址:www.madpecker.com,有需要的朋友欢迎试用、体验!
本文为 MadPecker 团队技术人员编写,转载请标明出处