前言

WebSocket是一种网络通信协议，很多高级功能都需要用到它。

有些人会想，既然我们已经有了HTTP协议了，为什么还要花时间学另一种协议呢？这个协议到底有什么魔力，值得我们花时间学它。

因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。做不到服务器主动向客户端推送信息。如果碰到一些需要服务端频繁给客户端推送信息的需求，我们用HTTP协议来实现就很麻烦。隔一段时间客户端就发起询问，了解服务器有没有新的信息。这种需求典型的例子就是聊天室，需要不断更新聊天室的内容。

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。

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。WebSocket 允许服务器端与客户端进行全双工（full-duplex）的通信。举例来说，HTTP 协议有点像发电子邮件，发出后必须等待对方回信；WebSocket 则是像打电话，服务器端和客户端可以同时向对方发送数据，它们之间存着一条持续打开的数据通道。

WebSocket还有其他特点，如下：

建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。
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，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
可以发送文本，也可以发送二进制数据。
没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信，完全可以取代 Ajax。
数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
协议标识符是ws（如果加密，则为wss，对应 HTTPS 协议），服务器网址就是 URL。

WebSocket握手

浏览器发出的 WebSocket 握手请求类似于下面的样子：

GET / HTTP/1.1
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Host: example.com
Origin: null
Sec-WebSocket-Key: sN9cRrP/n9NdMgdcy2VJFQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

上面的头信息之中，有一个 HTTP 头是Upgrade。HTTP1.1 协议规定，Upgrade字段表示将通信协议从HTTP/1.1转向该字段指定的协议。Connection字段表示浏览器通知服务器，如果可以的话，就升级到 WebSocket 协议。Origin字段用于提供请求发出的域名，供服务器验证是否许可的范围内（服务器也可以不验证）。Sec-WebSocket-Key则是用于握手协议的密钥，是 Base64 编码的16字节随机字符串。服务器的 WebSocket 回应如下。

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s=
Sec-WebSocket-Origin: null
Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/

上面代码中，服务器同样用Connection字段通知浏览器，需要改变协议。Sec-WebSocket-Accept字段是服务器在浏览器提供的Sec-WebSocket-Key字符串后面，添加 RFC6456 标准规定的“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”字符串，然后再取 SHA-1 的哈希值。浏览器将对这个值进行验证，以证明确实是目标服务器回应了 WebSocket 请求。Sec-WebSocket-Location字段表示进行通信的 WebSocket 网址。

完成握手以后，WebSocket 协议就在 TCP 协议之上，开始传送数据。

客户端使用WebSocket的简单示例

WebSocket的使用方式很简单，如下就是客户端的简单使用示例：

const socket  = new WebSocket("ws://localhost:8080");

socket.addEventListener('open',(evt)=>{
  console.log('Connection open ...');
  socket.send('Hello WebSockets!');
})

// socket.onopen = function(evt) {
//   console.log('Connection open ...');
//   socket.send('Hello WebSockets!');
// };

socket.addEventListener('message',(evt)=>{
  console.log('Received Message: ' + evt.data);
  socket.close();
})

// socket.onmessage = function(evt) {
//   console.log('Received Message: ' + evt.data);
//   socket.close();
// };
socket.addEventListener('close',(evt)=>{
  console.log('Connection closed.');
})

// socket.onclose = function(evt) {
//   console.log('Connection closed.');
// };

socket.addEventListener('error',(evt)=>{
  console.log("WebSocket error: ", event);
})

// socket.onerror = function(evt) {
//   console.log("WebSocket error: ", event);
// };

WebSocket客户端的API

浏览器对 WebSocket 协议的处理，无非就是三件事。

创建连接和断开连接。
发送信息和接收信息。
处理一些错误信息。

WebSocket对象的构造函数WebSocket()

通过构造函数，创建一个WebSocket对象。如下：

new WebSocket(url)
new WebSocket(url, protocols)

第一个参数url是WebSocket 服务器将要响应的 URL。第二个参数protocols是可选的，不填就是默认。可以是单个字符串协议，也可以是多个字符串组成的数组。

const websocket =  new WebSocket("ws://localhost:8080");

以上websocket对象就是刚创建的WebSocket对象，刚开始连，值不为空，一般表示已连接。

WebSocket对象的几大属性

binaryType
bufferedAmount
extensions
protocol
readyState
url

最主要的还是readyState属性，可以判断WebSocket连接的状态。

binaryType

WebSocket 连接接收的二进制数据的类型。可以是blob也可以是arraybuffer

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
}

extensions

服务器选择的扩展名。

protocol

服务器选择的子协议的名称。

readyState

WebSocket 连接的当前状态。分别有四种状态。具体如下表所示：

值（value）	状态	描述
0	CONNECTING	WebSocket已经创建好，但是连接还没打开
1	OPEN	表示连接成功，可以通信了
2	CLOSING	连接正在关闭进程中
3	CLOSED	连接已经关闭或者是打开连接失败

url

由构造函数解析的 WebSocket 的绝对 URL。

WebSocket对象还有两个实例方法。

1. `close()`

socket.close();
socket.close(code);
socket.close(code, reason);

主动关闭WebSocket连接。第一个参数是关闭WebSocket连接的关闭码。不具体说明的话，是1000. 第二个参数就是关闭连接的理由。

2. `send()`

实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。

socket.send(data);

发送的数据可以是如下数据类型 string，ArrayBuffer，Blob，TypedArray，DataView

如果连接只是刚创建，还没打开，就发送数据，会导致出现无效状态错误。所以一定要等readyState的值为1时，才能发送数据。

WebSocket的监听事件

1. `close`

当WebSocket关闭连接时，触发close事件。该事件有三个事件属性：

code 关闭码
reason 关闭连接理由
wasClean 一个布尔值，是否已经关闭干净。

可以用以下两种方式监听：

addEventListener("close", (event) => {});

onclose = (event) => {};

socket.addEventListener("close", (event) => {
  console.log("The connection has been closed successfully.");
});

socket.onclose = (event) => {
  console.log("The connection has been closed successfully.");
};

2. `error`

当WebSocket发生错误时，触发error事件。可以用以下两种方式监听：

addEventListener("error", (event) => {});

onerror = (event) => {};

// Create WebSocket connection
const socket = new WebSocket("ws://localhost:8080");

// Listen for possible errors
socket.addEventListener("error", (event) => {
  console.log("WebSocket error: ", event);
});

3. `message`

当WebSocket接收到服务器的信息时，触发message事件。接收到的数据也有好几个类型，可以是文本，二进制数据。可以用以下两种方式监听：

addEventListener("message", (event) => {});

onmessage = (event) => {};

// Create WebSocket connection.
const socket = new WebSocket("ws://localhost:8080");

// Listen for messages
socket.addEventListener("message", (event) => {
  console.log("Message from server ", event.data);
});

4. `open`

当WebSocket连接已经打开时，触发open事件。

可以用以下两种方式监听：

addEventListener("open", (event) => {});

onopen = (event) => {};

// Create WebSocket connection.
const socket = new WebSocket("ws://localhost:8080");

// Connection opened
socket.addEventListener("open", (event) => {
  socket.send("Hello Server!");
});

总结

以上就是关于如何在客户端使用WebSocket的详细用法。

参考链接： WebSocket

什么？还没了解WebSocket?

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