节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议

本文主要是介绍节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

  

 🎬 江城开朗的豌豆:个人主页

 🔥 个人专栏 :《 VUE 》 《 javaScript 》

 📝 个人网站 :《 江城开朗的豌豆🫛 》 

⛺️ 生活的理想,就是为了理想的生活 !

在这里插入图片描述

目录

 ⭐  专栏简介

 📘  文章引言

一、WebSocket是什么

二、特点

全双工

二进制帧

协议名

握手

优点

二、应用场景

⭐  写在最后


 ⭐  专栏简介

        欢迎来到前端入门之旅!这个专栏是为那些对Web开发感兴趣、刚刚开始学习前端的读者们打造的。无论你是初学者还是有一些基础的开发者,我们都会在这里为你提供一个系统而又亲切的学习平台。我们以问答形式更新,为大家呈现精选的前端知识点和最佳实践。通过深入浅出的解释概念,并提供实际案例和练习,让你逐步建立起一个扎实的基础。无论是HTML、CSS、JavaScript还是最新的前端框架和工具,我们都将为你提供丰富的内容和实用技巧,帮助你更好地理解并运用前端开发中的各种技术。

        同时,我们也会关注最新的前端趋势和发展动态。随着Web技术的不断演进,前端开发也在不断推陈出新。我们会及时介绍最新的前端框架、工具和技术,使你能够站在前沿,与时俱进。通过掌握最新的前端技术,你将能够在竞争激烈的Web开发领域中有更大的竞争力。

 📘  文章引言

一、WebSocket是什么

WebSocket,是一种网络传输协议,位于OSI模型的应用层。可在单个TCP连接上进行全双工通信,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通迅

客户端和服务器只需要完成一次握手,两者之间就可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输

从上图可见,websocket服务器与客户端通过握手连接,连接成功后,两者都能主动的向对方发送或接受数据

而在websocket出现之前,开发实时web应用的方式为轮询

不停地向服务器发送 HTTP 请求,问有没有数据,有数据的话服务器就用响应报文回应。如果轮询的频率比较高,那么就可以近似地实现“实时通信”的效果

轮询的缺点也很明显,反复发送无效查询请求耗费了大量的带宽和 CPU 资源

二、特点

全双工

通信允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合

例如指 A→B 的同时 B→A ,是瞬时同步的

二进制帧

采用了二进制帧结构,语法、语义与 HTTP 完全不兼容,相比http/2WebSocket 更侧重于“实时通信”,而HTTP/2 更侧重于提高传输效率,所以两者的帧结构也有很大的区别

不像 HTTP/2 那样定义流,也就不存在多路复用、优先级等特性

自身就是全双工,也不需要服务器推送

协议名

引入wswss分别代表明文和密文的websocket协议,且默认端口使用80或443,几乎与http一致

ws://www.chrono.com
ws://www.chrono.com:8080/srv
wss://www.chrono.com:445/im?user_id=xxx

握手

WebSocket 也要有一个握手过程,然后才能正式收发数据

客户端发送数据格式如下:

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
  • Connection:必须设置Upgrade,表示客户端希望连接升级
  • Upgrade:必须设置Websocket,表示希望升级到Websocket协议
  • Sec-WebSocket-Key:客户端发送的一个 base64 编码的密文,用于简单的认证秘钥。要求服务端必须返回一个对应加密的“Sec-WebSocket-Accept应答,否则客户端会抛出错误,并关闭连接
  • Sec-WebSocket-Version :表示支持的Websocket版本

服务端返回的数据格式:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=Sec-WebSocket-Protocol: chat
  • HTTP/1.1 101 Switching Protocols:表示服务端接受 WebSocket 协议的客户端连接
  • Sec-WebSocket-Accep:验证客户端请求报文,同样也是为了防止误连接。具体做法是把请求头里“Sec-WebSocket-Key”的值,加上一个专用的 UUID,再计算摘要

优点

  • 较少的控制开销:数据包头部协议较小,不同于http每次请求需要携带完整的头部
  • 更强的实时性:相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应,延迟明显更少
  • 保持创连接状态:创建通信后,可省略状态信息,不同于HTTP每次请求需要携带身份验证
  • 更好的二进制支持:定义了二进制帧,更好处理二进制内容
  • 支持扩展:用户可以扩展websocket协议、实现部分自定义的子协议
  • 更好的压缩效果:Websocket在适当的扩展支持下,可以沿用之前内容的上下文,在传递类似的数据时,可以显著地提高压缩率

二、应用场景

基于websocket的事实通信的特点,其存在的应用场景大概有:

  • 弹幕
  • 媒体聊天
  • 协同编辑
  • 基于位置的应用
  • 体育实况更新
  • 股票基金报价实时更新

 

⭐  写在最后

请大家不吝赐教,在下方评论或者私信我,十分感谢🙏🙏🙏.

✅ 认为我某个部分的设计过于繁琐,有更加简单或者更高逼格的封装方式

✅ 认为我部分代码过于老旧,可以提供新的API或最新语法

✅ 对于文章中部分内容不理解

✅ 解答我文章中一些疑问

✅ 认为某些交互,功能需要优化,发现BUG

✅ 想要添加新功能,对于整体的设计,外观有更好的建议

最后感谢各位的耐心观看,既然都到这了,点个 👍赞再走吧!

这篇关于节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/364066

相关文章

C++中unordered_set哈希集合的实现

《C++中unordered_set哈希集合的实现》std::unordered_set是C++标准库中的无序关联容器,基于哈希表实现,具有元素唯一性和无序性特点,本文就来详细的介绍一下unorder... 目录一、概述二、头文件与命名空间三、常用方法与示例1. 构造与析构2. 迭代器与遍历3. 容量相关4

Java中Redisson 的原理深度解析

《Java中Redisson的原理深度解析》Redisson是一个高性能的Redis客户端,它通过将Redis数据结构映射为Java对象和分布式对象,实现了在Java应用中方便地使用Redis,本文... 目录前言一、核心设计理念二、核心架构与通信层1. 基于 Netty 的异步非阻塞通信2. 编解码器三、

C++中悬垂引用(Dangling Reference) 的实现

《C++中悬垂引用(DanglingReference)的实现》C++中的悬垂引用指引用绑定的对象被销毁后引用仍存在的情况,会导致访问无效内存,下面就来详细的介绍一下产生的原因以及如何避免,感兴趣... 目录悬垂引用的产生原因1. 引用绑定到局部变量,变量超出作用域后销毁2. 引用绑定到动态分配的对象,对象

SpringBoot基于注解实现数据库字段回填的完整方案

《SpringBoot基于注解实现数据库字段回填的完整方案》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何基于注解实现数据库字段回填的相关方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解... 目录数据库表pom.XMLRelationFieldRelationFieldMapping基础的一些代

Java HashMap的底层实现原理深度解析

《JavaHashMap的底层实现原理深度解析》HashMap基于数组+链表+红黑树结构,通过哈希算法和扩容机制优化性能,负载因子与树化阈值平衡效率,是Java开发必备的高效数据结构,本文给大家介绍... 目录一、概述:HashMap的宏观结构二、核心数据结构解析1. 数组(桶数组)2. 链表节点(Node

Java AOP面向切面编程的概念和实现方式

《JavaAOP面向切面编程的概念和实现方式》AOP是面向切面编程,通过动态代理将横切关注点(如日志、事务)与核心业务逻辑分离,提升代码复用性和可维护性,本文给大家介绍JavaAOP面向切面编程的概... 目录一、AOP 是什么?二、AOP 的核心概念与实现方式核心概念实现方式三、Spring AOP 的关

Java 虚拟线程的创建与使用深度解析

《Java虚拟线程的创建与使用深度解析》虚拟线程是Java19中以预览特性形式引入,Java21起正式发布的轻量级线程,本文给大家介绍Java虚拟线程的创建与使用,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录一、虚拟线程简介1.1 什么是虚拟线程?1.2 为什么需要虚拟线程?二、虚拟线程与平台线程对比代码对比示例:三

一文解析C#中的StringSplitOptions枚举

《一文解析C#中的StringSplitOptions枚举》StringSplitOptions是C#中的一个枚举类型,用于控制string.Split()方法分割字符串时的行为,核心作用是处理分割后... 目录C#的StringSplitOptions枚举1.StringSplitOptions枚举的常用

Python函数作用域与闭包举例深度解析

《Python函数作用域与闭包举例深度解析》Python函数的作用域规则和闭包是编程中的关键概念,它们决定了变量的访问和生命周期,:本文主要介绍Python函数作用域与闭包的相关资料,文中通过代码... 目录1. 基础作用域访问示例1:访问全局变量示例2:访问外层函数变量2. 闭包基础示例3:简单闭包示例4

Python实现字典转字符串的五种方法

《Python实现字典转字符串的五种方法》本文介绍了在Python中如何将字典数据结构转换为字符串格式的多种方法,首先可以通过内置的str()函数进行简单转换;其次利用ison.dumps()函数能够... 目录1、使用json模块的dumps方法:2、使用str方法:3、使用循环和字符串拼接:4、使用字符