WebSocket 协议解读

WebSocket和http协议的关联：

都是应用层协议，都基于TCP 传输协议。
跟HTTP 有良好的兼容性，WebSocket 和HTTP 的默认端口都是80，wss 和https 的默认端口都是443。
WebSocket在握手阶段采用http发送数据。

Websocket 和HTTP 协议的差异：

HTTP 是半双工，而WebSocket 通过多路复用实现了全双工。
HTTP 只能由Client 主动发起数据请求，而WebSocket 还可以由Server 主动向Client 推送数据。在需要及时刷新的场景中，HTTP 只能靠Client 高频地轮询，浪费严重。
HTTP 是短连接(也可以实现长连接, HTTP1.1 的连接默认使用长连接)，每次数据请求都得经过三次握手重新建立连接，而WebSocket 是长连接。
HTTP 长连接中每次请求都要带上header ，而WebSocket 在传输数据阶段不需要带header 。

WebSocket 握手协议:

Request Header

Sec-Websocket-Version:13
Upgrade:websocket
Connection:Upgrade
Sec-Websocket-Key:duR0pUQxNgBJsRQKj2Jxsw==

Response Header

Upgrade:websocket
Connection:Upgrade
Sec-Websocket-Accept:a1y2oy1zvgHsVyHMx+hZ1AYrEHI=

Upgrade：websocket 和Connection :Upgrade 指明使用WebSocket协议。
Sec-WebSocket-Version：指定Websocket协议版本。
Sec-WebSocket-Key：一个Base64 encode 的值，是浏览器随机生成的。
服务端收到Sec-WebSocket-Key 后拼接上一个固定的GUID ，进行一次SHA-1 摘要，再转成Base64编码，得到Sec-WebSocket-Accept 返回给客户端。
客户端对本地的Sec-WebSocket-Key 执行同样的操作跟服务端返回的结果进行对比，如果不一致会返回错误关闭连接。如此操作是为了把WebSocket header 跟HTTP header 区分开。

WebSocket 消息类型

TextMessage：文本消息
BinaryMessage：二进制消息
CloseMessage：关闭帧，接收方收到该消息就关闭连接
PingMessage 和PongMessage 是保持心跳的帧，发送方接收方是PingMessage ，接收方发送方是PongMessage，目前浏览器没有相关api 发送ping 给服务器，只能由服务器发ping 给浏览器，浏览器返回pong 消息。

WebSocket CS架构实现

首先需要安装gorilla的websocket包。

go get github.com/gorilla/websocket

Upgrader：
- Upgrader指定了用于将HTTP连接升级为WebSocket连接的参数。
- 同时调用Upgrader的方法是安全的。

    type Upgrader struct {
	HandshakeTimeout time.Duration //握手超时时间

       // ReadBufferSize和WriteBufferSize指定I/O缓冲区的大小，单位为字节。
       // 如果缓冲区大小为零，那么就使用HTTP服务器分配的缓冲区。
       // I/O缓冲区的大小并不限制可以发送或接收的信息的大小。或接收的消息的大小。
	ReadBufferSize, WriteBufferSize int
       ...
}
    upgrade := &websocket.Upgrader{
		HandshakeTimeout: 5 * time.Second, 
		ReadBufferSize:   2048,           
		WriteBufferSize:  1024,
	}

将http升级到WebSocket协议。

func (u *Upgrader) Upgrade(w http.ResponseWriter, r *http.Request, responseHeader http.Header) (*websocket.Conn, error)

Client 通过调用带有background context 的DialContext ，创建一个新的Client 端连接。

func (*websocket.Dialer) Dial(urlStr string, requestHeader http.Header) (*websocket.Conn, *http.Response, error)

Server 端基于connection 进行read 和write 。

type (
  Request struct {
  	A int
  	B int
  }
  Response struct {
  	Sum int
  }
)

func home(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  upgrade := &websocket.Upgrader{
  	HandshakeTimeout: 5 * time.Second, //握手超时时间
  	ReadBufferSize:   2048,            //读缓冲大小
  	WriteBufferSize:  1024,
  }
  conn, err := upgrade.Upgrade(w, r, nil) //将http协议升级到websocket协议
  if err != nil {
  	fmt.Printf("upgrade http to websocket error: %v\n", err)
  	return
  }
  defer conn.Close()

  for { //长连接
  	conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(20 * time.Second))
  	var request socket.Request
  	if err := conn.ReadJSON(&request); err != nil {
  		//判断是不是超时
  		if netError, ok := err.(net.Error); ok { //如果ok==true，说明类型断言成功
  			if netError.Timeout() {
  				fmt.Printf("read message timeout, remote %s\n", conn.RemoteAddr().String())
  				return
  			}
  		}
  		//忽略websocket.CloseGoingAway/websocket.CloseNormalClosure这2种closeErr，如果是其他closeErr就打一条错误日志
  		if websocket.IsUnexpectedCloseError(err, websocket.CloseGoingAway, websocket.CloseNormalClosure) {
  			fmt.Printf("read message from %s error %v\n", conn.RemoteAddr().String(), err)
  		}
  		return //只要ReadMessage发生错误，就关闭这条连接
  	} else {
  		response := socket.Response{Sum: request.A + request.B}
  		if err = conn.WriteJSON(&response); err != nil {
  			fmt.Printf("write response failed: %v", err)
  		} else {
  			fmt.Printf("write response %d\n", response.Sum)
  		}
  	}
  }
}

func main() {
  http.HandleFunc("/", home)
  if err := http.ListenAndServe("127.0.0.1:5657", nil); err != nil {
  	fmt.Println(err)
  }
}

GO WebSocket 编程

WebSocket 协议解读

WebSocket和http协议的关联：

Websocket 和HTTP 协议的差异：

WebSocket 握手协议:

WebSocket 消息类型

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