这是即时通讯的 4 种实现方案

·  阅读 10925
这是即时通讯的 4 种实现方案

1. 前言

可能是年底了的原因,大家工作效率都比较低,一个简单的需求评审会拖拖拉拉开了4个小时,无聊至极。趁这个机会整理一下最近正在思考的问题。服务端如何将数据推送到浏览器。

一般来说,Web端即时通讯技术因受限于浏览器的设计限制,一直以来实现起来并不容易,这里总结了4种方式。

1. http + ajax

XMLHttpRequest在和服务端进行数据交互时存在四种状态,很多时候的判断是readyState4时,从response获取服务端响应结果。其实readyState等于3的时候就可以获取到服务端的部分数据了。

可以利用这个属性实现服务端推送。

比如服务使用http创建服务,每间隔1s的时候通过write方法返回一段文本,但是不要调用end方法。

const http = require('http');
const fs = require('fs');

const app = http.createServer((req, res) => {
    // 设置响应头
    res.setHeader('Content-type', 'application/json; charset=utf-8');
    res.setHeader('Cache-Control', 'max-age=0'); // 没有缓存
    let num = 0;
    // 地柜返回
    const send = () => {
        if (num > 20) {
            res.end();
            return;
        }
        num++;
        const data = Math.random() + '';
        res.write(data, 'utf8');
        setTimeout(send, 1000);
    }
    send();
});

app.listen(8081, () => {
    console.log('127.0.0.1:8081');
})
复制代码

前端监听XMLHttpRequestonreadystatechange事件,每当服务器返回一段数据都会触发一次onreadystatechange事件,可以从responseText中得到当前获取到的全部数据。

var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('GET', '/api');
xhr.timeout = 30000;
xhr.responseType = 'text';
xhr.onreadystatechange = function () {
    if (this.readyState == 3) { // 分段获取服务端返回的数据
        console.log(this.responseText);
    }
    if (this.readyState == 4) {
        if (this.status >= 200 && this.status < 300 || this.status == 304) {
            // this.response
        } else {
            // this.statusText
        }
    }
}
xhr.send()
复制代码

2. websocket

websocket具有三个优点,双向通信,自动跨域,性能高。最主要的是可以传输多种格式的数据。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,也是应用很广泛的一种即时通信协议。

websocketHTML5新增的API,属于浏览器或者前端的内容。后端用的是socketsocket协议的历史相当古老基本四十年前就已经存在了。在H5websocket自带一些安全的措施,而原生的socket就没什么安全性可言了。

客户端浏览器通过实例化Websocket,传入服务地址创建websocket链接,message中会接收到服务端推送的数据,也可通过send方法向服务端发送数据。

const ws = new Websocket('ws://127.0.0.1:8080/api');
// 原生没有emit,自己封装一个
ws.emit = function(name, ...args) {
    ws.send(JSON.stringify({
        name,
        data: [...args]
    }))
}
ws.onopen = function() {
    console.log('链接上了');
    // ws.send('dadadadadasda'); // 发送数据,只有一个参数一个大字符串
    ws.emit('msg', 12, 5, 8);
}; // 已经链接
ws.onmessage = function() {
    console.log('接收到消息了')
}; // 收到数据
ws.onclose = function() {
    console.log('断开链接了')
}; // 断开了
复制代码

node中想要实现socket可以借助node原生的net模块,这是一个相对底层的网络模块,是一个tcp的库。nethttp的底层,很多东西都需要自己去实现,比如这里可以使用net.createServer来创建服务。

websocket也是给予http的,先通过http请求到服务,会携带一个upgradewebsocket的请求头,表示希望升级为websocket,这个时候服务可以返回101状态码,表示进行服务可以升级。

const http = require('http');
const net = require('net'); // TCP的库,可以理解为原生的Socket
const crypto = require('crypto'); // 借助加密库实现一些安全性

const server = net.createServer(sock=> {
    console.log('链接上了');
    sock.on('end', () => {
        console.log('客户端断开了')
    }); // 断开

    sock.once('data', (data) => {
        console.log('hand shake start...');
        // 最先过来的是http头
        const str = data.toString();
        // 将http头用\r\n切开
        let lines = str.split('\r\n');
        // 删除第一行和最后一行,因为没啥用
        lines = lines.slice(1, lines.length - 2);
        // 将所有请求头通过'分号空格'切开
        const headers = {};
        lines.forEach(line => {
            const [key, value ] = line.split(': ');
            // 将请求头变成小写
            headers[key.toLowerCase()] = val;
        })
        // http协议转websocket会传入upgrade为websocket
        if (headers['upgrade'] != 'websocket') {
            console.log('其他协议,暂不支持');
            sock.end();
        } else if (headers['sec-websocket-version'] != 13) {
            console.log('不兼容不是13的版本');
            sock.end();
        } else {
            const key = headers['sec-websocket-key'];
            // 13版本的源码是258E,可以百度的到
            const mask = '258EAFA5-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';
            // 需要把key和mask加在一起,然后用sha1加密,再变成base64,还给客户端
            // sha1(key + mask) -> base64 -> client;
            const hash = crypto.createHash('sha1');
            hash.update(key + mask);
            const tokey = hash.digest('base64');
            // 数据以HTTP发回客户端,因为验证的过程还是http阶段, 状态值为101(正在切换协议,协议升级 Switching Protocols)
            sock.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\nUpgrade: websocket\r\nConnection: Upgrade\r\nSec-WebSocket-Accept: ' + tokey + '\r\n'); // Upgrade: websocket告诉浏览器升级为websocket,冒号要有空格
            // 至此,握手已经结束了。因为握手的过程只有一次,所以不要用on处理,用once处理
            // 从这里开始,才是真正的数据,以后所有的数据都走这里,所以用on处理
            sock.on('data', data => {
                // 获取到的数据
                // 不过数据是一个buffer的数据包,解析起来比较麻烦。
                console.log(data);
            })
        }
    }); // 有数据过来
}).listen(8080);

复制代码

上面介绍的是websocket的一个实现原理,项目中可以直接使用socket.io这个库。

前端代码如下:

const sock = io.connect('ws://127.0.0.1:8080/api');
sock.on('connect', () => {
    console.log('已链接');
    sock.emit('aaa', 12, 5,8);
    sock.on('time', (ts) => {
        console.loh(ts);
    })
});
sock.on('disconnect', () => {
    console.log('已断开');
});
复制代码

服务端代码如下:

const http = require('http');
const io = require('socket.io');

// 创建http服务,开启8080端口号
const httpServer = http.createServer().listen(8080);
// socket监听http服务
const wsServer = io.listen(httpServer);

// 当有链接的时候
wsServer.on('connection', sock => {
    // 发送
    // sock.emit
    sock.emit('time', Date.now());
    // 接收
    sock.on('aaa', (a, b, c) => {
        console.loh(a, b, c);
    })
})
复制代码

3. SSE

SSE全称是Server-Sent Events,指的是网页自动获取来自服务器的更新,也就是自动获取服务端推送至网页的数据,这是一个H5的属性,除了IE,其它标准浏览器基本都兼容。

实现方式和第二种有一些像,服务器向客户端声明要发送流信息,然后连续不断地发送过来。这时客户端是不会关闭连接的,会一直等着服务器发过来的新的数据流。比如音视频的媒体流就是这种机制。

SSE 只能服务器向浏览器发送数据,这点和第二种方式很像,能力上都不如websocket,优点是SSE使用更加简单,并且基于http协议,兼容性还可以(当然2022年了,没有啥是兼容性不可以的了)。

H5端使用EventSource对象,填入要请求的url地址就可以了。

var source = new EventSource('/api', {
    withCredentials: true
});
source.onopen = function () {
    console.log('链接已建立', this.readyState);
}
source.onmessage = function (event) {
    console.log('实时获取的数据', event.data);
}
source.onerror = function () {
    console.log('发生错误');
}
// 关闭
// source.close();
复制代码

服务器向浏览器发送的 SSE 数据,首先必须设置响应头的Content-typetext/event-stream,且编码格式为utf-8。返回的数据格式必须为data: xxxx\n\n。除了data还有eventid,以及retry,可以参考Server-sent_events-mdn

服务端代码如下:

const http = require('http');
const fs = require('fs');

const app = http.createServer((req, res) => {
    res.setHeader('Content-type', 'text/event-stream; charset=utf-8');
    res.setHeader('Cache-Control', 'max-age=0'); // 清楚缓存
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', 'http:127.0.0.1/');
    let num = 0;
    const send = () => {
        if (num > 20) {
            res.end();
            return;
        }
        num++;
        const data = Math.random() + '';
        res.write(`data: ${data}\n\n`, 'utf8');
        setTimeout(send, 1000);
    }
    send();
});

app.listen(8081, () => {
    console.log('127.0.0.1:8081');
})
复制代码

4. ajax

ajax轮询,这个没啥好说的,是个人都想的到,就不介绍了。

没错,这条就是用来凑数的。

分类:
前端
分类:
前端
收藏成功!
已添加到「」, 点击更改