html5的websockets全双工通信详解学习示例

来源：易贤网阅读：1155 次日期：2016-07-11 10:33:48

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本文主要研究HTML5 WebSockets的使用方法，它是HTML5中最强大的通信功能，定义了一个全双工的通信信道，只需Web上的一个Socket即可进行通信，能减少不必要的网络流量并降低网络延迟。HTML5 WebSockets能使数据从几千字节减少到两字节，延迟从150ms减少到50ms，并且完美

目前实时Web应用的实现方式，大部分是围绕轮询和其他服务器端推送技术展开的，其中最著名的是Comet。Comet技术可以让服务器主动以异步方式向客户端推送数据。

使用轮询时，浏览器定期发送HTTP请求，并随即接收响应；使用长轮询时，浏览器向服务器发送一个请求，服务器会在一段时间内将其保持在打开状态；使用流解决方案时，浏览器会发送一个完整的HTTP请求，但服务器会发送并保持一个处于打开状态的响应，该响应持续更新并无限期处于打开状态。

上述的三个方法，在发送实时数据时都会涉及到HTTP请求和响应包头，且包含大量额外的、不必要的报头数据，会造成传输延迟。

一、解读HTML5 WebSockets

1、WebSocket握手

为了建立WebSocket通信，客户端和服务器在初始握手时，将HTTP协议升级到WebSocket协议。一旦连接建立成功，就可以在全双工模式下在客户端和服务器之间来回传送WebSocket消息。

注：在网络中，每个消息以0x00字节开头，以0xFF结尾，中间数据采用UTF-8编码格式。

2、WebSocket接口

除了对WebSocket协议的定义之外，还定义了用于JavaScript应用程序的WebSocket接口。

代码如下:

interface WebSocket{

readonly attribute DOMString URL;

//就绪状态

const unsigned short CONNECTING = 0;

const unsigned short OPEN = 1;

const unsigned short CLOSED = 2;

readonly attribute unsigned short readyState;

readonly attribute unsigned short bufferedAmount;

//网络

attribute Function onopen;

attribute Function onmessage;

attribute Function onclose;

boolean send(in DOMSString data);

void close();

};

WebSocket implements EventTarget;

注意：ws://和wss://前缀分别表示WebSocket连接和安全的WebSocket连接。

二、HTML5 WebSockets API

本节讨论HTML5 WebSockets的使用方法

1、检测浏览器是否支持

通过window.WebSocket来判断浏览器是否支持。

2、API的基本用法

a. WebSocket对象的创建以及与WebSocket服务器的连接

代码如下:

url = "ws://localhost:8080/echo";

ws = new WebSocket(url);

b. 添加事件监听器

WebSocket遵循异步编程模型，打开socket后，只需等待事件发生，而不需主动向服务器轮询，因此需要添加回调函数来监听事件。

WebSocket对象有三个事件：open、close和message。当连接建立时触发open事件，当收到消息时触发message事件，当WebSocket连接关闭时触发close事件。

代码如下:

ws.onopen = function(){

log("open");

}

ws.onmessage = function(){

log(e.data);

}

ws.onclose = function(){

log("closed");

}

c. 发送消息

当socket处于打开状态（即调用onopen监听程序之后，调用onclose监听程序之前），可以使用send方法发送消息。

ws.send("Hello World");

三、HTML5 WebSockets 应用示例

本节将结合前面讲述的Geolocation接口来创建一个直接在Web页面中计算距离的应用。

1、编写HTML文件

代码如下:

2、添加WebSocket代码

代码如下:

function loadDemo(){

//确保浏览器支持WebSocket

if(window.WebSocket){

url = "ws://localhost:8080";//broadcast WebSocket服务器位置

ws = new WebSocket(url);

ws.onopen = function(){

updateSocketStatus("连接已建立");

}

ws.onmessage = function(e){

updateSocketeStatus("更新位置数据：" + dataReturned(e.data));

}

3、添加Geolocation代码

代码如下:

var geo;

if(navigator.geolocation){

geo = navigator.geolocation;

updateGeolocationStatus("浏览器支持HTML5 Geolocation");

} geo.watchPosition(updateLocation,handleLocationError,{maximumAge:20000});//每20s更新一次 function updateLocation(position){

var latitude = position.coords.latitude;

var longitude = position.coords.longitude;

var timestamp = position.timestamp;

updateGeolocationStatus("位置更新时间：" + timestamp);

var toSend = JSON.stringify([myId,latitude,longitude]);

sendMyLocation(toSend);

}

4、合并所有内容

代码如下:

<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"> <title>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</title> <link rel="stylesheet" href="styles.css"> </head> <body onload="loadDemo()"> <h1>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</h1> <div>Geolocation: 你的浏览器不支持HTML5 Geolocation</div> <div>WebSocket: 你的浏览器不支持HTML5 Web Sockets</div> </body> <script> //WebSocket的引用 var ws; //为该会话生成的唯一随机的ID var myId = Math.floor(100000*Math.random()); //当前显示的行数 var rowCount; function updateSocketStatus(message){ document.getElementById("socketStatus").innerHTML = message; } function updateGeolocationStatus(message){ document.getElementById("geoStatus").innerHTML = message; } function loadDemo(){ //确保浏览器支持WebSocket if(window.WebSocket){ url = "ws://localhost:8080";//broadcast WebSocket服务器位置 ws = new WebSocket(url); ws.onopen = function(){ updateSocketStatus("连接已建立"); } ws.onmessage = function(e){ updateSocketStatus("更新位置数据：" + dataReturned(e.data)); } } var geo; if(navigator.geolocation){ geo = navigator.geolocation; updateGeolocationStatus("浏览器支持HTML5 Geolocation"); } geo.watchPosition(updateLocation,handleLocationError,{maximumAge:20000});//每20s更新一次 function updateLocation(position){ var latitude = position.coords.latitude; var longitude = position.coords.longitude; var timestamp = position.timestamp; updateGeolocationStatus("位置更新时间：" + timestamp); var toSend = JSON.stringify([myId,latitude,longitude]); sendMyLocation(toSend); } function sendMyLocation(newLocation){ if(ws){ ws.send(newLocation) } } function dataReturned(locationData){ var allData = JSON.parse(locationData); var incomingId = allData[1]; var incomingLat = allData[2]; var incomingLong = allData[3]; var incomingRow = document.getElementById(incomingId); if(!incomingRow){ incomingRow = document.getElementById("div"); incomingRow.setAttribute("id",incomingId); incomingRow.userText = (incomingId == myId)?"Me":'User' + rowCount; rowCount++; document.body.appendChild(incomingRow); } incomingRow.innerHTML = incomingRow.userText + " \\ Lat: " + incomingLat + " \\ Lon: " + incomingLong; return incomingRow.userText; } function handleLocationError(error){ switch(error.code){ case 0: updateGeolocationStatus("检索位置信息出错: " + error.message); break; case 1: updateGeolocationStatus("用户阻止获取位置信息。"); break; case 2: updateGeolocationStatus("浏览器不能检测你的位置信息: " + error.message); break; case 3: updateGeolocationStatus("浏览器检索位置信息超时。"); break; }

} </script> </html>

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