通常我们开发H5，都是基于HTTP协议，典型的 请求/响应 模式。随着web能力越来越丰富，更多的小伙伴有机会尝试一些新的网络协议，比如 WebSocket ，这在一些实时性要求比较高的场景出现频率很高。今天带来一篇关于 WebSocket 原理的文章，对于接触过的同学，可以看看自己是否已经掌握了这些基础知识，还不了解的同学也可以扩展下知识面，毕竟知识面越广，将来在项目里进行技术选型、决策时候，才能更加科学、严谨。
一、什么是WebSocket
WebSocket 是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。
在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接， 并进行双向数据传输。
WebSocket本质上一种计算机网络应用层的协议，用来弥补http协议在持久通信能力上的不足。
WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。现在最新版本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 的其他特点包括：
（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，因此握手时不容易屏蔽，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
为什么需要 WebSocket？
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？
因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，不具备服务器推送能力。
举例来说，我们想了解查询今天的实时数据，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）。
在 WebSocket 协议出现以前，创建一个和服务端进双通道通信的 web 应用，需要依赖HTTP协议，进行不停的轮询，这会导致一些问题：
- 服务端被迫维持来自每个客户端的大量不同的连接
- 大量的轮询请求会造成高开销，比如会带上多余的header，造成了无用的数据传输。
http协议本身是没有持久通信能力的，但是我们在实际的应用中，是很需要这种能力的，所以，为了解决这些问题，WebSocket协议由此而生，于2011年被IETF定为标准RFC6455，并被RFC7936所补充规范。
并且在HTML5标准中增加了有关WebSocket协议的相关api，所以只要实现了HTML5标准的客户端，就可以与支持WebSocket协议的服务器进行全双工的持久通信了。
二、WebSocket 与 HTTP 的区别
相同点： 都是一样基于TCP的，都是可靠性传输协议。都是应用层协议。
联系： WebSocket在建立握手时，数据是通过HTTP传输的。但是建立之后，在真正传输时候是不需要HTTP协议的。
三、WebSocket协议的原理
与http协议一样，WebSocket协议也需要通过已建立的TCP连接来传输数据。具体实现上是通过http协议建立通道，然后在此基础上用真正的WebSocket协议进行通信，所以WebSocket协议和http协议是有一定的交叉关系的。
首先，WebSocket 是一个持久化的协议，相对于 HTTP 这种非持久的协议来说。简单的举个例子吧，用目前应用比较广泛的 PHP 生命周期来解释。
HTTP 的生命周期通过 Request 来界定，也就是一个 Request 一个 Response ，那么在 HTTP1.0 中，这次 HTTP 请求就结束了。
在 HTTP1.1 中进行了改进，使得有一个 keep-alive，也就是说，在一个 HTTP 连接中，可以发送多个 Request，接收多个 Response。但是请记住 Request = Response， 在 HTTP 中永远是这样，也就是说一个 Request 只能有一个 Response。而且这个 Response 也是被动的，不能主动发起。
WebSocket连接的过程是： 首先，客户端发起http请求，经过3次握手后，建立起TCP连接；http请求里存放WebSocket支持的版本号等信息，如：Upgrade、Connection、WebSocket-Version等；
然后，服务器收到客户端的握手请求后，同样采用HTTP协议回馈数据；
最后，客户端收到连接成功的消息后，开始借助于TCP传输信道进行全双工通信。
四、Websocket的优缺点
优点：
- WebSocket协议一旦建议后，互相沟通所消耗的请求头是很小的
- 服务器可以向客户端推送消息了
缺点：
- 少部分浏览器不支持，浏览器支持的程度与方式有区别（IE10）
五、WebSocket应用场景
- 即时聊天通信
- 多玩家游戏
- 在线协同编辑/编辑
- 实时数据流的拉取与推送
- 体育/游戏实况
- 实时地图位置
- 即时
Web应用程序：即时Web应用程序使用一个Web套接字在客户端显示数据，这些数据由后端服务器连续发送。在WebSocket中，数据被连续推送/传输到已经打开的同一连接中，这就是为什么WebSocket更快并提高了应用程序性能的原因。例如在交易网站或比特币交易中，这是最不稳定的事情，它用于显示价格波动，数据被后端服务器使用Web套接字通道连续推送到客户端。 - 游戏应用程序：在游戏应用程序中，你可能会注意到，服务器会持续接收数据，而不会刷新用户界面。屏幕上的用户界面会自动刷新，而且不需要建立新的连接，因此在
WebSocket游戏应用程序中非常有帮助。 - 聊天应用程序：聊天应用程序仅使用
WebSocket建立一次连接，便能在订阅户之间交换，发布和广播消息。它重复使用相同的WebSocket连接，用于发送和接收消息以及一对一的消息传输。
六、总结
- WebSocket 是为了在 web 应用上进行双通道通信而产生的协议，相比于轮询HTTP请求的方式，WebSocket 有节省服务器资源，效率高等优点。
- WebSocket 中的掩码是为了防止早期版本中存在中间缓存污染攻击等问题而设置的，客户端向服务端发送数据需要掩码，服务端向客户端发送数据不需要掩码。
