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WebIM技术---编写前端WebSocket组件

过去我们想要实现一个实时Web应用通常会考虑采用ajax轮循或者是long polling技术,但是因为频繁的建立http连接会带来多余的请求以及消息精准性的问题,让我们在实现实时Web应用时头疼不已。现在,Html5提出了WebSocket协议来规范解决了这个问题。

ajax轮询,long polling技术实现原理

ajax轮询

ajax轮询非常简单了,就是在客户端设置一个定时器,频繁的去请求接口,看有没有数据返回,但是这样很明显会有很多的多余请求,导致服务器压力巨大。。

long polling

long polling技术,其实是在ajax轮询的基础上再做了一些优化,客户端请求服务端看有没有返回,如果暂时没有,服务端会把请求短暂的挂起,当有数据的时候再把数据返回给客户端,这时候客户端再另起一个请求,询问服务器。

为了保证连接的通道不断,我们通常会设置一个timeout,当过了这个timeout时还没有数据,服务端会把挂起的服务关闭,返回空的数据,然后客户端再进行请求。

这样做虽然比ajax轮询好很多,但是当消息量大的时候,请求数还是很多。而且轮询还极有可能在传输的过程中遇到消息丢失的情况,这时候需要服务端做消息缓存等处理。

WebSocket协议

WebSocket协议本质上是一个基于TCP的协议,它由通信协议和编程API组成,WebSocket能够在浏览器和服务器之间建立双向连接,以基于事件的方式,赋予浏览器实时通信能力。既然是双向通信,就意味着服务器端和客户端可以同时发送并响应请求,而不再像HTTP的请求和响应。简单来说,WebSocket就是一个长连接通道,在这个通道里客户端和服务端可以自由的发送消息给对方,而且不用管对方是否有返回,双方都有关闭这个通道的权利。

WebSocket通信场景

客户端:啦啦啦,我要建立Websocket协议,Websocket协议版本:17(HTTP Request)

服务端:ok,确认,已建立Websocket(HTTP Protocols Switched)

客户端:有消息的时候记得推给我哦。

服务端:ok,有的时候会告诉你的。

服务端:balabalabalabala

服务端:balabalabalabala

服务端:哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈

客户端:哈哈哈哈哈哈哈,你可以不用返回

...

使用WebSocket有什么好处

  • WebSocket 能节约带宽、CPU 资源并减少延迟。
  • WebSocket 基于事件交流,通信简单。
  • WebSocket 可以跨域。

WebSocket API介绍

建立WebSocket连接

var ws = new WebSocket('ws://www.websocket.org')

为WebSocket 对象添加 4 个不同的事件:

  • open
  • message
  • error
  • close

代码示例:

// 当websocket连接建立成功时 ws.onopen = function() {     console.log('websocket 打开成功');     };  // 当收到服务端的消息时 ws.onmessage = function(e) {     // e.data 是服务端发来的数据     console.log(e.data); };  // 当websocket关闭时 ws.onclose = function() {     console.log("websocket 连接关闭"); };  // 当出现错误时 ws.onerror = function() {     console.log("出现错误"); };

WebSocket对象方法

  • send
  • close

代码示例:

// 发送消息  ws.send('blablabla')  // 关闭socket ws.close()

定义一个前端Socket组件

为什么需要定义一个Socket组件

HTML5提供的SocketAPI太过于简陋,并不能满足复杂环境的socket交互需要,API的调用也不太方便。

定义一个什么样的Socket组件

  • 简单好用的客户端和服务端的双向通信API
  • 支持断线重连功能
  • 支持自定义事件
  • 能够自由感知socket状态信息

Socket组件示例

首先要和服务端约定互相可以识别的通信协议,假设我们约定的通信协议是

// 客户端发送给服务端 {     method: 'xxx',     request: {}  }  // 服务端返回给客户端 {     data: {},     success: true,     errorCode: 0,     request: {} // 如果是服务端主动推消息给客户端,request会带有method参数                 // 如果是服务端返回客户端请求,request就是客户端之前请求的数据 }

然后我们上代码:

/*  * @example  *  var ws = new Socket('ws://www.websocket.org')  *  ws.on('ready',function() {  *      console.log('服务器连接成功');  *      ws.on('message', function(json) {  *          console.log('一条新消息:'+json.session);  *      });  *      ws.emit("send", {  *          session: "一条新消息"  *      })  *  })  *  ws.on("error",function(){  *      console.log("连接报错")  *  })  *  ws.on("close",function(){  *      console.log("连接关闭");  *  })  */  function Socket(url) {     this.init(url) }  Socket.prototype = {     init: function(url) {         this.initListeners()         this.initSocket(url)         this.bindSocketEvent()     },      initSocket: function(url) {         this.url = url         this.socket = new WebSocket(url)         return this     },      initListeners: function() {         this.listeners = {}         return this     },      bindSocketEvent: function() {         var me = this          me.socket.onopen = function() {             me.stopHeartBeat()             me.startHeartBeat()             me.clearAll()             me.trigger('ready')         }          me.socket.onerror = function(e) {             me.trigger('close', e)             me.close()         }          me.socket.onmessage = function(e) {             me.refreshServerTimer();             var json = JSON.parse(e.data);             me.trigger(json.request.method, json);         }          return this     },      reConnect: function() {         this.initSocket(this.url).bindSocketEvent()         this.trigger('reconnect')     },      isOffline: function() {         return this.socket.readyState != WebSocket.OPEN     },      on: function(evt, fn) {         var me = this          if(me.listeners[evt] && me.listeners[evt].length) {             if(me.listeners[evt].indexOf(fn) == -1){                 me.listeners[evt].push(fn)             }         }else {             me.listeners[evt] = [fn]         }          return this     },      off: function(evt, fn) {         var me = this          if(me.listeners[evt] && me.listeners[evt].length){             var index = me.listeners[evt].indexOf(fn)              if(index != -1){                 me.listeners[evt].splice(index,1)             }         }          return this     },      emit: function(method, info) {         var me = this          me.socket.send(JSON.stringify({             method: method,             request: info || ''         }))          return this     },      trigger: function(evt) {         var me = this          if(me.listeners[evt]) {             for(var i=0; i<me.listeners[evt].length; i++) {                 me.listeners[evt][i].apply(me, [].slice.call(arguments,1))             }         }          return this     },      startHeartBeat: function() {         var me = this          me.heartBeatTimer = setInterval(function() {             me.emit("heartBeat")         }, 5000)     },      stopHeartBeat: function() {         clearInterval(this.heartBeatTimer)     },      //重新开始断线计时,20秒内没有收到任何正常消息或心跳就超时掉线     refreshServerTimer: function() {         var me = this          clearTimeout(me.serverHeartBeatTimer)         me.serverHeartBeatTimer = setTimeout(function() {             me.trigger("disconnect")             me.close()             me.reConnect()         }, 20000)     },      clearAll: function() {         var tmp = this.listeners['ready']          this.listeners = {}         this.listeners['ready'] = tmp          return this     },      close: function(options) {         var me = this;          clearTimeout(me.serverHeartBeatTimer);         me.stopHeartBeat();         me.socket.close();          return this     } }

介绍一下组件里的心跳包机制:

因为一些原因,有这么一种情况,socket还在客户端连着,但是服务端和客户端之间却没有办法互相发送消息,我们称这种现象叫做WebSocket失活。

组件里采用的解决办法是,客户端每5秒钟向服务端发送心跳包,讲道理服务端会返回一个心跳包以保活。但是如果客户端检查1分钟内没有收到服务端的返回,客户端会自动重连WebSocket。

这里有个坑,请躲好。。

WebSocket在建立连接之前,会先发一个http协议询问服务端要不要建立WebSocket,因为http请求是会带上cookie的,这时候如果域名下的cookie太多,有可能会导致WebSocket建立连接失败。。

我这里的解决方案是,更换接口的域名地址,利用WebSocket可以跨域的特性绕过当前域的cookie建立连接。

原文  https://github.com/matthew-sun/blog/issues/21
正文到此结束
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