WebSocket协议
1. WebSocket简介
Websocket是一种网络通信协议。
Websocket是HMl5开始提供的一种在单个TCP连接上进行全双工通讯的协议。没有了 Request 和 Response 的概念，两者地位完全平等，连接一旦建立，就建立了真•持久性连接，双方可以随时向对方发送数据。使得服务器和客户端交互数据更加简单。浏览器和客户端只需要完成一次握手，就可以创建持久性的连接，并进行双向的数据传输
HTTP协议是一种无状态的、无连接的、单向的应用层协议。它采用了请求 / 响应模型。通信请求只能由客户端发起，服务端对请求做出应答处理
这种通信模型有一个弊端：HTTP协议无法实现服务器主动向客户端发起消息。
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，客戶端要获知就非常麻烦。大多数Web应用程序将通过频繁的异步AJAX请求实现长轮询。轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者HTTP连接始终打开）
所以 WebSocket 和 HTTP 有一些交集，两者相异的地方还是很多。两者交集的地方在 HTTP 握手阶段，握手成功后，数据就直接从 TCP 通道传输。
轮询：在客户端定时的向服务器发送AJAX请求，获取服务端最新的数据
为什么要选择WebSocket
轮询都是先由客户端发起 Ajax 请求，才能进行通信，走的是 HTTP 协议，服务器端无法主动向客户端推送信息。
当出现类似体育赛事、聊天室、实时位置之类的场景时，轮询就显得十分低效和浪费资源。
选择WebSocket的理由：
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因为HTTP要不断发送请求，连接服务器，然后再等待服务器响应，时延太长，不适合实时传输，并且服务器不能主动向客户端发送请求，是单向通信的
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较少的控制开销。协议控制的数据包头部相对较小
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更强的实时双向通信性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据
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长连接，保持连接状态。
2. WebSocket通信原理
HTTP协议：
延时时间长，而且只能是单向通信
101状态码
当客户端在请求里使用Upgrade报头，通知服务器它想改用除HTTP协议之外的其他协议时，客户端将获得此响应代码。101响应代码表示“行，我现在改用另一个协议了”。
通常HTTP客户端会在收到服务器发来的101响应后关闭与服务器的TCP连接。101响应代码意味着，该客户端不再是一个HTTP客户端，而将成为另一种客户端。Upgrade请求头来告知服务端客户端想要建立一个 WebSocket 连接。
在客户端建立一个 WebSocket 连接非常简单：
let ws = new WebSocket('ws://localhost:9000');
请求的 URL 是ws://或者 wss://开头的，而不是 HTTP:// 或者 HTTPS://
3. WebSocket协议
WebSocket协议有两部分：握手和数据传输，握手是基于HTTP协议的
握手
客户端request请求头：
GET ws://localhostchat HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket //表示要升级到websocket协议
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate;
Sec-WebSocket-Key: 5fTJ1LTuh3RKjSJxydyifQ== // 与响应头 Sec-WebSocket-Accept 相对应
Sec-WebSocket-Version: 13 //表示websocket协议的版本
服务端response响应头：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: ZUip34t+bCjhkvxxwhmdEOyx9hE=
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate;
【字段说明】
| 头名称 | 说明 |
|---|---|
| Connection: Upgrade | 表示该HTTP请求是一个人协议升级请求 |
| Upgrade: websocket | 协议升级为WebSocket协议 |
| Sec-WebSocket-Version: 13 | 表示websocket协议的版本 |
| Sec-WebSocket-Key | 与响应头 Sec-WebSocket-Accept 相对应，用来唯一标识客户端和服务器 |
| Sec-WebSocket-Extensions | 协议拓展 |
4. 客户端通信
WebSocket对象
创建WebSocket对象：
var ws = new WebSocket(url); //请求的地址
参数url格式：
ws://ip地址:端口号/资源名称
WebSocket事件
WebSocket对象的相关事件：
| 事件 | 事件处理程序 | 描述 |
|---|---|---|
| open | websocket对象.onopen | 连接建立时触发 |
| message | websocket对象.onmessage | 客户端接收服务端数据时触发 |
| error | websocket对象.onerror | 通信发生错误是触发 |
| close | websocket对象.onclose | 连接关闭时触发 |
WebSocket方法
WebSocket对象的相关方法：
send()：使用连接发送数据
5. 服务端通信
Java Websocket应用由一系列的 WebSocketEndpoint组成。 Endpoint是一个java对象，代表 WebSocket链接的一端。对于服务端，我们可以视为处理具体WebSocket消息的接口，就像Servlet之与HTTP请求一样。
我们可以通过两种方式定义 Endpoint：
- 第一种是编程式，即继承类
javax.websocket，Endpoint并实现其方法 - 第二种是注解式，即定义一个
POJO，并添加ServerEndpoint相关注解
Endpoint实例在 WebSocket握手时创建，并在客户端与服务端链接过程中有效，最后在链接关闭时结束。在Endpoint接口中明确定义了与其生命周期相关的方法，规范实现者确保生命周期的各个阶段调用实例的相关方法。生命周期方法如下：
| 方法 | 含义 | 注解 |
|---|---|---|
| onClose | 当会话开启时调用 | @OoClose |
| onOpen | 当开启一个新的会话，客户端与服务器握手成功后调用 | @OnOpne |
| onError | 连接规程中产生异常 | @OnError |
服务端如何接收客户端发送的数据呢？
通过为 Session添加 MessageHandler消息处理器来接收消息，当采用注解方式定义 Endpoint时，我们还可以通过@OnMessage注解指定接收消息的方法。
服务端如何推送数据绐客户端呢？
发送消息则由 RemoteEndpoint完成，其实例由 session维护，根据使用情况，我们可以通过Session.getBasicRemote获取同步消息发送的实例，然后调用其 sendXxx()方法就可以发送消息，可以通过Session.getAsyncRemote获取异步消息发送实例
心跳保活
在实际使用 WebSocket 中，长时间不通消息可能会出现一些连接不稳定的情况，这些未知情况导致的连接中断会影响客户端与服务端之前的通信，
为了防止这种的情况的出现，有一种心跳保活的方法：客户端就像心跳一样每隔固定的时间发送一次 ping，来告诉服务器，我还活着，而服务器也会返回 pong，来告诉客户端，服务器还活着。ping/pong 其实是一条与业务无关的假消息，也称为心跳包。
可以在连接成功之后，每隔一个固定时间发送心跳包，比如 60s:
setInterval(() => {
ws.send('这是一条心跳包消息');
}, 60000)
通过上面的介绍，大家应该对 WebSocket 有了一定认识，其实并不神秘，这里对文章内容简单总结一下。当创建 WebSocket 实例的时候，会发一个 HTTP 请求，请求报文中有个特殊的字段 Upgrade，然后这个连接会由 HTTP 协议转换为 WebSocket 协议，这样客户端和服务端建立了全双工通信，通过 WebSocket 的 send 方法和 onmessage 事件就可以通过这条通信连接交换信息。