原WebSocket的基础知识总结

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1. 关于WebSocket

WebSocket是一种网络通信协议，很多高级功能都需要它。

（1）很多人在接触一项新技术的时候，都想知道我为什么要学习这门新技术，这门技术对于我处理当前的这个问题是必要的吗？ 
（2）以前有类似的技术吗，它和我过去熟悉的什么技术是一个类型的（这样便于进行类比理解和学习）？ 
（3）这门技术到底有什么特点或优点？ 
……

之所以有以上的这些疑问，也是站在我自己的角度提出的。当我面对一门新技术时，总是会在脑海里去提出很多问题，然后针对这些问题去寻找答案。当这些问题一一被解答后，那么我对于这门新的技术也就基本了解了，剩下的便是如何将它应用在项目实践中。

再好的技术，只有当你把它运用在项目中，发挥出别的技术无法取代的作用时，才算是真正掌握了这门技术。

下面我就针对以上提出的几个问题，来结合我的理解，回答一下。面对以上的这一系列的疑问，阮一峰老师在他的WebSocket教程中开门见山地便提到：

”初次接触WebSocket的人，都会问同样的问题：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？“

答案很简单，因为HTTP协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。

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（polling）”：每隔一段时间，就发出一个询问（request）,了解服务器有没有新的信息。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应运而生。

伴随着HTML5推出的WebSocket，真正实现了Web的实时通信，使B/S模式具备了C/S模式的实时通信能力。WebSocket的工作流程是这样的： 
浏览器通过JavaScript向服务器发出建立WebSocket连接的请求，在WebSocket连接建立成功后，客户端和服务端就可以通过TCP连接传输数据。因为WebSocket连接本质上是TCP连接，不需要每次传输都带上重复的头部数据，所以它的数据传输量比轮询和Comet技术小了很多。

 
图片来自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html

从以上的这段描述中，其实已经回答了以上提到的三个问题。 
（1） WebSocket是可以实现由服务器主动向客户端推送消息的功能，而不需要依赖于来自客户端的请求，增加了服务器的主动性和灵活性； 
（2）与WebSocket类似的协议就是HTTP了，HTTP的通信只能由客户端发起，而WebSocket的通信只需要客户端与服务器握手建立连接后，双方便可以平等地、无差别地相互传送信息了，直至任意一方主动断开连接结束； 
（3）WebSocket由于依赖的是TCP协议，因此在连接建立后，传输数据量比依赖于HTTP的传输数据量要小，提高了传输的效率。

2. Java实现WebSocket服务器

2.1 Java实现WebSocket服务器的注意事项：

基于Java可以搭建基本的WebSocket服务器。具体的实例可以参考以下链接中的步骤进行。 
http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/5193279.html

我已经按照这个链接中的步骤搭建起了基本的WebSocket服务器。 
我搭建时用的环境是： 
jdk: 1.8.0_131; 
Tomcat: 8.0.29.

以下是我将上述博客中提供的工程导入到我的Eclipse后的目录结构截图。主要的文件是WebSocketTest.java文件。这个文件头部通过 @ServerEndpoint，将该类定义为了一个WebSocket的服务器。

@ServerEndpoint(“/websocket”) 
@ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解，它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端，注解的值（在这里是”/websocket”）将被用于监听用户连接的终端访问URL地址，客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器端。

后来我把它部署在了Tomcat7.0.29版本的服务器上，服务器端口为8080。然后我在客户端用一个javaScript去连接WebSocket服务器。

和原来的例子中不同的是，例子中是用index.jsp，而我是写了一个ws-test.html文件，内部的JavaScript和jsp文件里的相同。

我的ws-test.html文件中连接Websocket服务器的连接串为： 
websocket = new WebSocket(“ws://localhost:8080/websocket”);

结果，当我将我写的html文件在本地用Chrome或Firefox浏览器打开时，总是提示WebSocket shakehand失败，服务器返回404的错误。

最后经过网上查找，最终找到了解决方案。上述请求失败原因有两个，一是我的Tomcat版本过低，Tomcat7.0版本还不支持@ServerEndpoint的注解方式，二是我的连接websocket服务器的url地址不正确，应该增加我工程的项目名才可以正确的连接。因为我的工程名是JavaWebSocket，所以最终我的连接串为： 
url = “ws://localhost:8080/JavaWebSocket/websocket”

2.2 测试结果：

由于WebSocket服务器是支持多点推送的，因此测试时，可以同时打开多个浏览器作为客户端。我在测试的时候同时打开了4个客户端，2个用Firefox, 2个用Chrome. 

当我在左上角的输入框中，输入“来自客户端1的消息”，并点击发送消息按钮后，在客户端1～4均显示了由Websocket在接收到由客户端1发送给它的消息，再由该服务器向之前连接过它的四个客户端发送这些信息。因此，可以看到这四个客户端显示同样的信息。

3. Node.js模拟WebSocket服务器

参考链接： 
1. WebSocket教程，阮一峰 
http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html 
2. Java WebSocket教程 
http://colobu.com/2015/02/27/WebSockets-tutorial-on-Wildfly-8/ 
3. Java后端WebSocket的Tomcat实现 
http://blog.chenzuhuang.com/archive/28.html 
http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/5193279.html