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Socket及WebSocket(九)

发布时间 2023-06-16 11:48:05作者: 我若安好，便是晴天

一、Socket

　　套接字(Socket)是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口。Socket的出现，使得程序员可以很方便地访问 TCPIP，从而开发各种网络应用程序。后来套接字被引进到 Windows等操作系统，成为开发网络应用程序的有效工具。

　　套接字的主要类型有以下三种：

  • 流套接字：用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。该服务将保证数据能够实现无差错、无重复送，并按顺序接收。流套接字之所以能够实现可靠的数据服务，原因在于其使用了传输控制协议TCP。
  • 数据报套接字：提供一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性,数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。数据报套接字使用UDP协议进行数据的传输。
  • 原始套接字：可以读写内核没有处理的IP数据包，而流套接字只能读取TCP协议的数据，数据报套接字只能读取UDP协议的数据。因此，如果要访问其他协议发送的数据必须使用原始套接。

　　要通过互联网进行通信，至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，我们称之为 Client Socket，另一个运行于服务器端，我们称之为 Server Socket。套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：

  1. 服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。
  2. 客户端请求：客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字知道服务器端套接字的地址和端口号，然后才能向服务器端接字提出连接请求。
  3. 连接确认：服务器端套接字监听到客户端套接字的连接请求，就会响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，并把服务器端套接字的描述发送给客户端。一旦客户端确认了此描述，连接就建立好了。而服务器端套接字继续处于监听状态，接收其他客户端套接字的连接请求。 

 　　根据套接字的不同类型，可以将套接字调用分为面向连接服务和无连接服务，面向连接服务的主要特点如下：

  • 数据传输过程必须经过建立连接、维护连接和释放连接3个阶段。
  • 在传输过程中，各分组不需要携带目的主机的地址 。
  • 可靠性好，但由于协议复杂，通信效率不高 。
面向无连接服务的主要特点如下：
  • 不需要连接的各个阶段。
  • 每个分组都携带完整的目的主机地址，在系统中独立传送。
  • 由于没有顺序控制，所以接收方的分组可能出现乱序、重复和丢失现象。
  • 通信效率高，但可靠性不能确保。

二、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(由浏览器端发起)，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。

　　很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是轮询。轮询是在特定的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。HTML5定义了WebSocket协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

三、WebSocket与Socket的关系

　　它们是两个不同的概念，Socket是进程之间进行双向通信的端点的抽象，就像水管的两端；WebSocket是一种建立在TCP连接上进行全双工通信的协议，是HTML5的产物，作为HTML5的一部分，大部分主流浏览器都支持WebSocket，并提供了WebSocket API。

四、WebSocket API

　　WebSocket 对象提供了用于创建和管理 WebSocket 连接，以及可以通过该连接发送和接收数据的 API。

  • 创建WebSocket：var aWebSocket = new WebSocket(url [, protocols]);  url表示要连接的服务端Socket地址，protocols表示协议数组(可选)。
  • WebSocket实例属性：
  1. binaryType：返回传输二进制数据的类型；
  2. bufferedAmount：返回已经被send()方法放入队列中但还没有被发送到网络中的数据的字节数；
  3. extensions：返回服务器已选择的扩展值；
  4. protocol：返回服务器端选中的子协议的名称；
  5. readyState：返回当前WebSocket的链接状态(WebSocket.CONNECTING、websocket.open、WebSocket.CLOSING、WebSocket.CLOSED)；
  6. url：返回值为当构造函数创建WebSocket实例对象时 URL 的绝对路径。
  • WebSocket实例方法：
  1. close()：关闭连接；
  2. send()：需要通过 WebSocket 链接传输至服务器的数据排入队列。
  • WebSocket事件：
  1. close：连接关闭触发事件；
  2. error：连接发生错误触发事件；
  3. message：收到新消息时触发事件；
  4. open：连接成功时触发事件。