HTML5中的WebSocket 技術淺析

鄭志明 林鵬濤

摘 要 本文首先對WebSocket的定義及相關技術進行了簡要的說明，并與傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議進行了簡要對比，通過一個例子闡述了WebSocket技術的優(yōu)點以及它的主要應用領域，最后簡要的描述了WebSocket的使用方法。

【關鍵詞】WebSocket；HTTP；HTML5

隨著Web技術和移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，HTML5越來越被人們所關注并受到軟件開發(fā)人員的喜愛，可以這么說HTML5是近十年來Web開發(fā)標準過程中最巨大的飛躍。相對以往的版本，HTML5并非只是用來表示W(wǎng)eb文件中的內(nèi)容，它的最新使命是將Web帶入一個更加成熟的應用平臺。作為下一代的Web標準，HTML5擁有許多引人注目的新特性，如Canvas、本地存儲、多媒體編程接口、WebSocket 等等。這其中有“Web的TCP”之稱的WebSocket 格外吸引Web開發(fā)人員的注意。

1 WebSocket是什么？

WebSocket是HTML5規(guī)范中一種新的瀏覽器與服務器之間進行通信的協(xié)議規(guī)范，它的主要功能是為了實現(xiàn)了瀏覽器與服務器之間的全雙工通信。通?；贐/S結構的程序都是通過HTTP協(xié)議來進行通信的，而HTTP協(xié)議僅能實現(xiàn)單向的通信，即請求只能從瀏覽器發(fā)出，服務器被動的接收請求后進行響應。

1.1 WebSocket是一種協(xié)議

WebSocket 協(xié)議本質(zhì)上是一個基于TCP的協(xié)議。為了建立一個 WebSocket 連接，瀏覽器首先要向服務器發(fā)起一個HTTP請求，這個請求和通常的HTTP請求有所不同，它還包含了一些附加的頭信息，其中附加頭信息“Upgrade： WebSocket”說明這是一個協(xié)議升級的HTTP請求，服務器解析到這些附加的請求頭信息后產(chǎn)生響應信息返回給客戶端，瀏覽器和服務器端的WebSocket連接就建立起來了，一旦這個連接建立，這個連接將會持續(xù)的存在直到瀏覽器或者服務器端的某一方主動的關閉連接，雙方就可以通過這個連接通道自由的傳遞數(shù)據(jù)。

1.2 WebSocket協(xié)議與傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議的區(qū)別與聯(lián)系

WebSocket協(xié)議與傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議即有區(qū)別也有聯(lián)系，主要表現(xiàn)在以下向個方面：

（1）WebSocket是一種雙向通信協(xié)議，在建立連接后，WebSocket服務器和瀏覽器都能主動的向?qū)Ψ桨l(fā)送或接收數(shù)據(jù)；而HTTP協(xié)議只是一種單向的通信協(xié)議，建立連接后服務器不能主動的向瀏覽器發(fā)送數(shù)據(jù)，它只有在接收到瀏覽器的請求后才能對瀏覽器發(fā)送數(shù)據(jù)。

（2）WebSocket通信首先需要通過握手連接，于TCP協(xié)議類似，TCP連接首先也需要進行客戶端和服務器端的握手連接，握手連接成功后才能進行相互通信；而HTTP協(xié)議不需要進行握手連接。

（3）WebSocket與HTTP協(xié)議都是基于TCP協(xié)議的，它們都屬于應用層的協(xié)議，所以他們也都是可靠的協(xié)議。兩個協(xié)議還有密切的關聯(lián)，當WebSocket在建立握手連接時，數(shù)據(jù)是通過HTTP協(xié)議傳輸?shù)?，但是在握手連接建立之后，真正的數(shù)據(jù)傳輸階段就不再需要HTTP協(xié)議的參與了。

2 為什么要使用WebSocket？

為了說明WebSocket的優(yōu)勢是什么，也就是說明我們?yōu)槭裁匆褂肳ebSocket，我們通過一個例子來解釋。在WebSocket未出現(xiàn)的時候，程序員如果想通過HTTP這種無狀態(tài)連接來實現(xiàn)即時通訊類似的功能，通常有以下幾種方法：

2.1 Ajax輪詢

它的原理非常簡單，就是通過Ajax定時向服務器發(fā)送請求，詢問服務器是否有最新的消息，服務器如果有就發(fā)送最新的信息，如果沒有就什么事也不做。這種方式的缺點是會生成許多無用的請求，造成網(wǎng)絡無謂的數(shù)據(jù)傳輸，因此這是一種比較低效的方法。

2.2 長輪詢

這是一種對Ajax輪詢改進和提高的方法，主要是為了降低網(wǎng)絡上無謂傳輸。當瀏覽器請求服務器時，如果服務器端沒有數(shù)據(jù)更新的時候，連接會保持一段時間周期直到數(shù)據(jù)或狀態(tài)有所改變或者時間過期，通過這種機制來減少瀏覽器和服務器之間無謂的交互。如果服務端的數(shù)據(jù)更新很頻繁，相比Ajax輪詢這種方法也沒有本質(zhì)上的性能提高。

如何解決類似即時通訊這種實時問題了，如果還是通過HTTP這種無狀態(tài)的協(xié)議來解決這類問題，是沒有什么好的辦法的，于是人們迫切希望有一種能比HTTP無狀態(tài)協(xié)議更好的通信協(xié)議，這種通信協(xié)議可以實現(xiàn)瀏覽器和服務器雙向的通信，服務器不再是被動的數(shù)據(jù)接收方，它也可以變?yōu)榱酥鲃拥臄?shù)據(jù)發(fā)送方。在HTML5規(guī)范中，它們把這種通信協(xié)議稱為：WebSocket。

3 WebSocket的主要應用領域

根據(jù)之前我們的討論，我們可以得知WebSocket在應用數(shù)據(jù)要進行實時的更新時有先天的優(yōu)勢，這是WebSocket產(chǎn)生的主要原因，也將是WebSocket的主要應用方向。它的應用領域非常多，比如：社交訂閱、多玩家游戲、多媒體即時通信、協(xié)同編輯/編程、股票基金報價、在線教育、體育實況更新等。

4 如何使用WebSocket？

使用WebSocket非常簡單，它與使用HTTP協(xié)議與服務器建立請求連接還是有區(qū)別的。HTML5中規(guī)范中說明WebSocket的連接建立在瀏覽器中可以通過Javascript提供的一組API來進行。這組API的使用也非常簡單，簡單的使用如圖1所示。

而在服務器端中也有很多實現(xiàn)了WebSocket規(guī)范的技術，以JAVAEE來說，從JAVAEE7.0開始就已經(jīng)對WebSocket提供了支持，讀者只需根據(jù)其接口要求繼承相關類并覆寫相關方法就可以完成WebSocket服務器端的建立。

5 結語

本文通過什么是WebSocket？、為什么要使用WebSocket？、怎樣使用WebSocket？三個問題的解答為讀者簡要介紹了WebSocket的基本內(nèi)容。雖然WebSocket 的優(yōu)勢非常明顯，應用領域非常多，但是我們也應該看到它也有一定的局限性。

（1）當前WebSocket 規(guī)范目前還處于草案階段，也就是它的規(guī)范和API還是有變動的可能。

（2）當前，和其他的主流瀏覽器相比，比如谷歌的Chrome、火狐的Firefox瀏覽器，作為占市場份額最大的微軟IE瀏覽器對HTML5的支持是相對比較差的，這也是我們在構建Web應用時候必須要考慮的一個問題。

所以我們迫切希望WebSocket能盡快出臺正式的規(guī)范，也希望所有瀏覽器都能完全的支持HTML5的規(guī)范，這也是廣大程序員共同的愿望。相信這一天就會是不遠的明天。

作者單位

贛南師范大學科技學院 江西省贛州市 34100