WebSocket 是什么原理？为什么可以实现持久连接？

2021-03-30 22:24

阅读：425

标签：head 状态兼容性 keep mic 灵活 neu etc 说明

记一次我被面试官问得爆炸的经历。

简历一时爽，面试火葬场。

1. Websocket如何实现长连接的？

TCP是持久连接、全双工

TCP是持久连接，建立TCP连接是3次握手，关闭TCP连接是4次挥手。TCP连接是由通信双方（应用层）来决定什么时候关闭，其本身是一个持久连接。TCP连接可以进行全双工通信，因为双方都知道对方是谁

HTTP只能单向通信、无状态

Http协议只能单向通信的原因是：Serve没有保存Http客户端的信息（无状态的），想要通信的时候找不到人。而Http1.1协议新增的keep-alive Header之后，Server会保存连接，即长连接。虽然Comet等基于长链接的轮询技术，实现了全双工通信；但是每次都是http请求，一堆没用的信息（http head），浪费资源。而且本质没有变化，都需要客户端请求才能获得数据，增加了keep-alive请求头只是可以通过一条通道请求多次。

而HTTP的 request - response 模式，纯粹是人为规定的，并不存在技术上的问题。说白了就是，HTTP规定，服务器只能响应请求，而不能主动发送数据。

至于添加WebSocket特性，是为了更好、更灵活，轻量的与服务器通讯。因为WebSocket提供了简单的消息规范，可以更快的适应长连接的环境，其实现在HTTP协议自身就可以做，但是不太轻便。

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。

WebSocket的持久连接

WebSocket协议实现全双工通信、以及持久连接的一个前提是，它是基于TCP的。

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。

WebSocket 本质上跟 HTTP 完全不一样，只不过为了兼容性，WebSocket 的握手是以 HTTP 的形式发起的，

技术图片

下面是WebSocket协议请求头：

技术图片

Sec-WebSocket-Version表明客户端所使用的协议版本
响应的状态码101，表示切换了协议，说明利用http建立传输层的TCP连接，之后便与http协议无关的
Sec-WebSocket-Key是一个Base64编码值，由浏览器随机生成。是一种验证服务端支不支持websocket的算法
Sec-Websocket-accept=base64(sha1(key)+常量)，如果返回的accept和算出来的相同，说明服务端支持

WebSocket协议的优缺点

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

· 服务器可以主动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

WebSocket协议的应用场景

· 即时聊天通信

· 多玩家游戏

· 在线协同编辑/编辑