前端学习:前后端数据通信之HTTP与WebSocket?

做可视化,如大屏,往往需要数据实时更新,那么怎么实现呢?

  • 下边是简单的思路:
    1. ajax短轮询:每隔一段时间向服务端发送HTTP请求,服务器接收到请求后返回最新的数据!
    2. ajax长轮询:与短轮询类似,每隔一段时间向服务端发送HTTP请求,服务器接收到请求后,如果没有更新的数据,则阻塞程序,等到有数据更新时返回最新的数据!
    3. websocket:全双工(双向同时收发消息)通信,服务端有数据更新时可以主动推送到客户端。

上边说的只是简单的实现方案,至于孰优孰劣要从其各自背后的工作原理说起。说简单点,就是弄明白HTTP、WebSocket与服务器数据进行通信过程的差异!

HTTP

之前的HTTP篇 讲过,HTTP是无状态的,为什么呢?因为HTTP向服务器请求数据时,先要通过TCP与服务器建立连接(三次握手),发送请求,服务器解析请求并返回相应数据,连接关闭(清除身份验证信息),完成一次请求过程。下次请求重新建立连接,重新验证身份。这样一来,ajax轮询的方式,需要不停的发送请求,每次都要重新握手,效率比较低下。
另外,HTTP请求是被动的,即客户端发送request,服务端才会返回response。

WebSocket

2008年诞生的websocket,如今已被各大浏览器支持,与HTTP大致属于求同存异的关系吧!WebSocket在向服务端请求数据是也是需要与服务端建立连接的(而且是借助HTTP建立连接的方式实现的,只不过在建立连接后通过‘Upgrade: websocket’的请求头设置,将协议由HTTP转换为websocket,之后的数据通信便于HTTP再无关系),只不过成功建立连接后,在数据相应之后没有立即关闭(长连接),而是以阻塞的形式继续等待请求(因为协议变成了websocket),之后所有数据通信均由该连接完成。而且该连接是全双工的,支持客户端和服务端同时收发消息!


比较

通过上面的简单介绍,相信你对HTTP与WebSocket在数据通信方面已经有了一些认识,以及对数据实时更新问题解决的优劣也有了判断。

  • ajax轮询:需要重复建立连接,资源消耗大,效率低下;被动更新数据。
  • websocket:一次连接,终身受益;主被动兼顾!

实现

参考MDN-Git(JavaScript实现样例),贴出主要代码:

  • client.js
function connect() {
  // 以ws(s)开头的URL
  var serverUrl = "ws://" + window.location.hostname + ":6502";
  // 创建连接
  connection = new WebSocket(serverUrl);
  connection.onopen = function(evt) {
    // 成功建立连接
  };

  connection.onmessage = function(evt) {
  // 从服务端接受到的消息
    var msg = JSON.parse(evt.data);
  //通过判断消息type,执行相关操作
    switch(msg.type) {
      case "id":
        // ...
        break;
      case "username":
        // ...
        break;
      case "message":
        // ...
        break;    
    }
}
  • server.js
var http = require("http");
var url = require("url");
var fs = require("fs");
var WebSocketServer = require("websocket").server;

var connectionArray = [];
var nextID = Date.now();
var appendToMakeUnique = 1;
const dirname = "./websocket-chat";

var server = http.createServer(function(request, response) {
  console.log(new Date() + " Received request for " + request.url);
  if (request.url === "/") {
    //设置编码
    response.setHeader("Content-Type", "text/html;charset=utf-8");
    fs.createReadStream(dirname + "/index.html").pipe(response);
  } else {
    if (fs.existsSync(`.${request.url}`)) {      
      fs.createReadStream(`.${request.url}`).pipe(response);
    } else {
      response.statusCode = 404;
      response.end();
    }
  }
});
// 发布服务,监听端口6502
server.listen(6502, function() {
  console.log(new Date() + " Server is listening on port 6502");
});

// Create the WebSocket server
var wsServer = new WebSocketServer({
  httpServer: server,
  autoAcceptConnections: true // You should use false here!
});

wsServer.on("connect", function(connection) {
   // ...

  // Handle the "message" event received over WebSocket. This
  // is a message sent by a client, and may be text to share with
  // other users or a command to the server.

  connection.on("message", function(message) {
    if (message.type === "utf8") {
      // Process messages

      var sendToClients = true;
      msg = JSON.parse(message.utf8Data);
      var connect = getConnectionForID(msg.id);

      switch (msg.type) {
        case "message":
          // ...
          break;
        case "username":
         // ...
          break;
      }      
  });

  // Handle the WebSocket "close" event; this means a user has logged off
  // or has been disconnected.
  connection.on("close", function(connection) {
   // ...
});

参考

时间和篇幅有限,不能完全解释清楚,感兴趣的可以讨论或者参看参考列出的内容


如果您感觉有所帮助,或者有问题需要交流,欢迎留言评论,非常感谢!
前端菜鸟,还请多多关照!


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