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WebSocket 是一种网络通信协议，很多高级功能都需要它。
本文介绍 WebSocket 协议的使用方法。
一、为什么需要 WebSocket？
初次接触 WebSocket 的人，都会问同样的问题：我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？
答案很简单，因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。
举例来说，我们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。
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。最典型的场景就是聊天室。
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）。因此，工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的。
二、简介
WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。
它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。
其他特点包括：
（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。
（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。
（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。
ws://example.com:80/some/path
三、客户端的简单示例
WebSocket 的用法相当简单。
下面是一个网页脚本的例子（点击这里看运行结果），基本上一眼就能明白。
var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");
//创建一个ws对象
ws.onopen = function(evt){
console.log("Connection open ...");
ws.send("Hello WebSockets!");
};
//onopen属性 连接成功以后的回调函数
ws.onmessage = function(evt) {
console.log( "Received Message: " + evt.data);
ws.close();
};
// onmessage属性 监听服务器端返回的信息
ws.onclose = function(evt) {
console.log("Connection closed.");
};
// onclose属性 是关闭
在vue中使用
// 在渲染之前进行调用websocket连接
created() {
this.initWebSocket();
},
// 离开路由之后断开websocket连接
destroyed() {
this.websock.close();
},
methods: {
initWebSocket() { // 创建一个构造函数返回一个websocket对象
const wsurl = `ws://${this.url}${this.types}`;
this.websock = new WebSocket(wsurl); // 接受到信息后的回调函数
this.websock.onmessage = this.websocketonmessage; // 连接成功后的回调函数
this.websock.onopen = this.websocketonopen; // 连接失败后的回调函数
this.websock.onerror = this.websocketonerror; // 用于指定关闭后的回调函数
this.websock.onclose = this.websocketclose;
},
// 改变this的指向，连接建立之后执行send方法发送数据
websocketonopen() {
this.websocketsend(JSON.stringify('连接成功，请返回数据'));
},
// 连接建立失败重连
websocketonerror() {
this.initWebSocket(); console.log('重连中...');
},
// 数据接收
websocketonmessage(e) {
const redata = JSON.parse(e.data); console.log(redata, '已经接收到数据');
},
// 数据发送
websocketnd(Data) {
this.websock.send(Data); console.log('已经发送数据');
},
// 关闭
websocketclose(e) {
console.log('连接已经断开'); console.log(e);
},
四、客户端的 API
WebSocket 客户端的 API 如下。
4.1 WebSocket 构造函数
WebSocket 对象作为一个构造函数，用于新建 WebSocket 实例。
var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');
执行上面语句之后，客户端就会与服务器进行连接。
实例对象的所有属性和方法清单，参见这里。
4.2 webSocket.readyState
readyState属性返回实例对象的当前状态，共有四种。
CONNECTING：值为0，表示正在连接。
OPEN：值为1，表示连接成功，可以通信了。
CLOSING：值为2，表示连接正在关闭。
CLOSED：值为3，表示连接已经关闭，或者打开连接失败。
下面是一个示例。
switch (ws.readyState) {
case WebSocket.CONNECTING:
// do something
break;
case WebSocket.OPEN:
// do something
break;
case WebSocket.CLOSING:
// do something
break;
case WebSocket.CLOSED:
// do something
break;
default:
// this never happens
break;
}
4.3 webSocket.onopen
实例对象的onopen属性，用于指定连接成功后的回调函数。
ws.onopen = function () {
ws.send('Hello Server!');
}
如果要指定多个回调函数，可以使用addEventListener`方法。
ws.addEventListener('open', function (event) {
ws.send('Hello Server!');
});
4.4 webSocket.onclose
实例对象的onclose属性，用于指定连接关闭后的回调函数。
ws.onclose = function(event) {
var code = event.code;
var reason = event.reason;
var wasClean = event.wasClean;
// handle close event
};
ws.addEventListener("close", function(event) {
var code = event.code;
var reason = event.reason;
var wasClean = event.wasClean;
// handle close event
});
4.5 webSocket.onmessage
实例对象的onmessage属性，用于指定收到服务器数据后的回调函数。
ws.onmessage = function(event) {
var data = event.data;
// 处理数据
};
ws.addEventListener("message", function(event) {
var data = event.data;
// 处理数据
});
注意，服务器数据可能是文本，也可能是二进制数据（blob对象或Arraybuffer对象）。
ws.onmessage = function(event){
if(typeof event.data === String) {
console.log("Received data string");
}
if(event.data instanceof ArrayBuffer){
var buffer = event.data;
console.log("Received arraybuffer");
}
}
除了动态判断收到的数据类型，也可以使用binaryType属性，显式指定收到的二进制数据类型。
// 收到的是 blob 数据
ws.binaryType = "blob";
ws.onmessage = function(e) {
console.log(e.data.size);
};
// 收到的是 ArrayBuffer 数据
ws.binaryType = "arraybuffer";
ws.onmessage = function(e) {
console.log(e.data.byteLength);
};
4.6 webSocket.send()
实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。
发送文本的例子。
ws.send('your message');
发送 Blob 对象的例子。
var file = document
.querySelector('input[type="file"]')
.files[0];
ws.send(file);
发送 ArrayBuffer 对象的例子。
// Sending canvas ImageData as ArrayBuffer
var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
var binary = new Uint8Array(img.data.length);
for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
binary[i] = img.data[i];
}
ws.send(binary.buffer);
4.7 webSocket.bufferedAmount
实例对象的bufferedAmount属性，表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。
var data = new ArrayBuffer(10000000);
socket.send(data);
if (socket.bufferedAmount === 0) {
// 发送完毕
} else {
// 发送还没结束
}
4.8 webSocket.onerror
实例对象的onerror属性，用于指定报错时的回调函数。
socket.onerror = function(event) {
// handle error event
};
socket.addEventListener("error", function(event) {
// handle error event
});
五、服务端的实现
WebSocket 服务器的实现，可以查看维基百科的列表。
常用的 Node 实现有以下三种。
µWebSockets
Socket.IO
WebSocket-Node
具体的用法请查看它们的文档，这里不详细介绍了。
六、WebSocketd
下面，我要推荐一款非常特别的 WebSocket 服务器：Websocketd。
它的最大特点，就是后台脚本不限语言，标准输入（stdin）就是 WebSocket 的输入，标准输出（stdout）就是 WebSocket 的输出。
举例来说，下面是一个 Bash 脚本counter.sh。
#!/bin/bash
echo 1
sleep 1
echo 2
sleep 1
echo 3
命令行下运行这个脚本，会输出1、2、3，每个值之间间隔1秒。
$ bash ./counter.sh
1
2
3
现在，启动websocketd，指定这个脚本作为服务。
$ websocketd --port=8080 bash ./counter.sh
上面的命令会启动一个 WebSocket 服务器，端口是8080。每当客户端连接这个服务器，就会执行counter.sh脚本，并将它的输出推送给客户端。
var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/');
ws.onmessage = function(event) {
console.log(event.data);
};
上面是客户端的 JavaScript 代码，运行之后会在控制台依次输出1、2、3。
有了它，就可以很方便地将命令行的输出，发给浏览器。
$ websocketd --port=8080 ls
上面的命令会执行ls命令，从而将当前目录的内容，发给浏览器。使用这种方式实时监控服务器，简直是轻而易举（代码）。
更多的用法可以参考官方示例。
Bash 脚本读取客户端输入的例子
五行代码实现一个最简单的聊天服务器
websocketd 的实质，就是命令行的 WebSocket 代理。只要命令行可以执行的程序，都可以通过它与浏览器进行 WebSocket 通信。下面是一个 Node 实现的回声服务greeter.js。
process.stdin.setEncoding('utf8');
process.stdin.on('readable', function() {
var chunk = process.stdin.read();
if (chunk !== null) {
process.stdout.write('data: ' + chunk);
}
});
启动这个脚本的命令如下。
$ websocketd --port=8080 node ./greeter.js
官方仓库还有其他各种语言的例子。
七、参考链接
How to Use WebSockets
WebSockets - Send & Receive Messages
Introducing WebSockets: Bringing Sockets to the Web
（完）