HTML5 WebSocket 技术介绍

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HTML5 WebSocket 技术介绍

WebSocket是html5规范新引入的功能，用于解决浏览器与后台服务器双向通讯的问题，使用WebSocket技术，后台可以随时向前端推送消息，以保证前后台状态统一，在传统的无状态HTTP协议中，这是“无法做到”的。

传统服务端推（server push）技术

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WebSocket提出之前，为了解决后台推送消息到前台的需求，提出了一些解决方案，这些方案使用已有的技术（如ajax，iframe，flashplayer，java applet ...），通过一些变通的处理来实现。

简单轮询

最简单的是前台轮询，每隔一段时间去请求后台，以获取最新状态，这种方式最容易实现，但效果也最差，频繁盲目的调用后台，带来不必要的开销，且实时性无法保障，后台出现更新，前端需要在下一次轮询时才知道。

长轮询

为了解决这些弊端，进化出长轮询技术，轮询请求会在后台阻塞，相当于保持一个长连接，直到后台出现更新或者超时才返回，这样就可以保证更新的及时性，前端得到请求后，重新建立轮询连接，等待后台的更新通知。

其他方案

其他解决方案无外乎保持一个长连接（如Iframe及htmlfile流），实时的从后台获取信息，或者借助第三方插件（flashPlayer, jre），使用的是flash xmlsocket或者java applet socket技术，这些方式都不够纯html，所以这里就不过多介绍了，更多传统server push 技术可参考IBM的文章： http://www.ibm.com/developerworks/cn/web/wa-lo-comet/

WebSocket介绍

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webSocket是html5新引入的技术，允许后台随时向前端发送文本或者二进制消息，WebSocket是一种全新的协议，不属于http无状态协议，协议名为"ws"，这意味着一个websocket连接地址会是这样的写法：
ws://twaver.com:8080/webSocketServer。ws不是http，所以传统的web服务器不一定支持，需要服务器与浏览器同时支持， WebSocket才能正常运行，目前的支持还不普遍，需要特别的web服务器和现代的浏览器。

浏览器对WebSocket的支持

Google Chrome浏览器最先支持WebSocket，随后是Safari，Firefox，此外最新版本的Opera和IE（Opera11，IE10）也支持WebSocket。 
下面是主要浏览器的支持情况，Opera11中默认关闭了WebSocket支持，所以这里没有列出，更多信息可参考：
http://en.wikipedia.org/wiki/WebSocket 与 http://caniuse.com/#search=websockets

客户端WebSocket的主要方法

浏览器支持程度各有区别，前面wiki中关于WebSocket的“Browser support”章节有介绍，遵循w3c关于WebSocket API的相关规范，浏览器提供了WebSocket类型，在Firefox中为MozWebSocket，检测浏览器是否支持WebSocket可以使用下面的脚本代码：
检测浏览器是否支持WebSocket 
 

1 window.WebSocket = window.WebSocket || window.MozWebSocket;
2  if (!window.WebSocket){
3     alert("WebSocket not supported by this browser");
4      return;
5 }

构造函数 -  WebSocket#constructor(url, optional protocols) 
第一个参数是请求地址，第二个参数选填，表示协议名
使用示例： 

1  var websocket =  new WebSocket("ws://127.0.0.1:8080/alarm/alarmServer");

  事件 - open/message/close/error
WebSocket#onopen, onmessage, onclose, onerror 
连接打开时，回调onopen方法，接收到后台消息时会触发到onmessage事件，后台关闭时调用onclose，出现连接异常时可在onerror中捕获 
使用示例：
 

1 websocket.onmessage =  function(evt){
2      var data = evt.data;
3 }

方法 - send/close 
发送消息 -  WebSocket#send(data) 
关闭连接 -  WebSocket#close(optional code, optional reason) 
使用示例：

1 websocket.send(JSON.stringify({action: "node.remove", id: "001"}));

服务器对WebSocket的支持

WebSocket不同于http协议，传统的web服务器通常不支持WebSocket，比如tomcat目前就不支持（tomcat 7.0.26 支持WebSocket了），反倒是一些小众的或者更活跃的web server率先支持WebSocket，如jetty，以及基于node.js的WebSocket-Node扩展，基本上各种编程语言都有相应的服务器可以选择，下图是我列举的几种，详细情况参阅：
http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_WebSocket_implementations

服务器端编程语言各不相同，具体实现自然也不相同，即使是同一种语言，实现类和接口函数也有很大的差别，比如jetty和netty都是基于java语言，但他们的实现类几乎没有相同命名的，下面我以jetty（ http://www.eclipse.org/jetty）为例，简单介绍WebSocket相关的类和方法：

jetty对WebSocket的实现

WebSocketServlet基于servlet标准，增加了 doWebSocketConnect(...)方法，为客户端请求创建一个后台对应的WebSocket实例

1 org.eclipse.jetty.websocket.WebSocketServlet
2 {
3 WebSocket doWebSocketConnect(HttpServletRequest request, String protocol)
4 }

后台WebSocket类，与客户端WebSocket类对应，能监听open, message, close等状态变化事件，并包含一个Connection属性，用于向客户端发送消息 

1 org.eclipse.jetty.websocket.WebSocket
2 org.eclipse.jetty.websocket.WebSocket.OnTextMessage
3 {
4  void onOpen(Connection connect);
5  void onClose( int code, String message);
6  void onMessage(String message);
7 }

WebSocket.Connection  后台连接类，包含于WebSocket对象中，用于向客户端推送消息

1 org.eclipse.jetty.websocket.WebSocket.Connection
2 {
3  void sendMessage(String message);
4 }