前言：

?????這節(jié)我們介紹下WebSocket的原理。

一霜威、websocket與http

WebSocket是HTML5出的協(xié)議泣栈，也就是說HTTP協(xié)議沒有變化，或者說沒關(guān)系抑进，但HTTP是不支持持久連接的（長連接强经，循環(huán)連接的不算）

首先HTTP有 1.1 和 1.0 之說，也就是所謂的 keep-alive 寺渗，把多個HTTP請求合并為一個匿情，但是 Websocket 其實是一個新協(xié)議，跟HTTP協(xié)議基本沒有關(guān)系信殊，只是為了兼容現(xiàn)有瀏覽器的握手規(guī)范而已炬称，也就是說它是HTTP協(xié)議上的一種補充，可以通過這樣一張圖理解：

有交集涡拘，但是并不是全部玲躯。

另外Html5指的是一系列新的API，或者說新規(guī)范鳄乏，新技術(shù)跷车。Http協(xié)議本身只有1.0和1.1，而且跟Html本身沒有直接關(guān)系橱野。通俗來說朽缴，你可以用HTTP協(xié)議傳輸非Html數(shù)據(jù)。

二水援、Websocket是什么樣的協(xié)議密强，具體有什么優(yōu)點

首先，Websocket是一個持久化的協(xié)議蜗元，相對于HTTP這種非持久的協(xié)議來說或渤。

HTTP的生命周期通過 Request 來界定，也就是一個 Request 一個 Response 奕扣，那么在 HTTP1.0 中薪鹦，這次HTTP請求就結(jié)束了。

在HTTP1.1中進行了改進成畦，使得有一個keep-alive距芬，也就是說，在一個HTTP連接中循帐，可以發(fā)送多個Request框仔，接收多個Response。但是請記住 Request = Response拄养， 在HTTP中永遠是這樣离斩，也就是說一個request只能有一個response银舱。而且這個response也是被動的，不能主動發(fā)起跛梗。

跟Websocket有什么關(guān)系呢寻馏？

首先Websocket是基于HTTP協(xié)議的，或者說借用了HTTP的協(xié)議來完成一部分握手核偿。

首先我們來看個典型的 Websocket 握手（借用Wikipedia的诚欠。。）

GET /chat HTTP/1.1

Host: server.example.com

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==

Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat

Sec-WebSocket-Version: 13

Origin: http://example.com

熟悉HTTP的童鞋可能發(fā)現(xiàn)了漾岳，這段類似HTTP協(xié)議的握手請求中轰绵，多了幾個東西。我會順便講解下作用尼荆。

2.1 Upgrade和Connection

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

這個就是Websocket的核心了左腔，告訴 Apache 、Tomcat捅儒、 Nginx 等服務(wù)器：注意啦液样，我發(fā)起的是Websocket協(xié)議，快點幫我找到對應(yīng)的助理處理~不是那個老土的HTTP巧还。

2.2 Sec-WebSocket

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==

Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat

Sec-WebSocket-Version: 13

首先鞭莽，?Sec-WebSocket-Key是一個 Base64 encode 的值，這個是瀏覽器隨機生成的狞悲，告訴服務(wù)器：你妹撮抓，不要忽悠窩妇斤，我要驗證尼是不是真的是Websocket助理摇锋。

然后，?Sec_WebSocket-Protocol是一個用戶定義的字符串站超，用來區(qū)分同URL下荸恕，不同的服務(wù)所需要的協(xié)議。簡單理解：今晚我要服務(wù)A死相，別搞錯啦~

最后融求，?Sec-WebSocket-Version是告訴服務(wù)器所使用的 WebSocket Draft （協(xié)議版本），在最初的時候算撮，Websocket協(xié)議還在 Draft 階段生宛，各種奇奇怪怪的協(xié)議都有，而且還有很多期奇奇怪怪不同的東西肮柜，什么Firefox和Chrome用的不是一個版本之類的陷舅，當(dāng)初Websocket協(xié)議太多可是一個大難題。审洞。不過現(xiàn)在還好莱睁，已經(jīng)定下來啦~大家都使用的一個東西~ 脫水：服務(wù)員，我要的是13歲的噢→_→

然后服務(wù)器會返回下列東西，表示已經(jīng)接受到請求仰剿，成功建立Websocket啦创淡！

HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

Sec-WebSocket-Protocol: chat

這里開始就是HTTP最后負責(zé)的區(qū)域了，告訴客戶南吮，我已經(jīng)成功切換協(xié)議啦~

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

依然是固定的琳彩，告訴客戶端即將升級的是 Websocket 協(xié)議，而不是mozillasocket部凑，lurnarsocket或者shitsocket汁针。

然后，?Sec-WebSocket-Accept這個則是經(jīng)過服務(wù)器確認砚尽，并且加密過后的 Sec-WebSocket-Key 施无。服務(wù)器：好啦好啦，知道啦必孤，給你看我的ID CARD來證明行了吧猾骡。后面的， Sec-WebSocket-Protocol 則是表示最終使用的協(xié)議敷搪。

至此兴想，HTTP已經(jīng)完成它所有工作了，接下來就是完全按照Websocket協(xié)議進行了赡勘。具體的協(xié)議就不在這闡述了嫂便。

——————技術(shù)解析部分完畢——————

你說了這么久，那到底Websocket有什么鬼用闸与， http long poll 毙替，或者ajax輪詢 不都可以實現(xiàn)實時信息傳遞么。

好好好践樱，年輕人厂画，那我們來講一講Websocket有什么用。來給你吃點胡（蘇）蘿（丹）卜（紅）

三拷邢、Websocket的作用

在講Websocket之前袱院，我就順帶著講下 long poll 和 ajax輪詢 的原理。

3.1 ajax輪詢

ajax輪詢的原理非常簡單瞭稼，讓瀏覽器隔個幾秒就發(fā)送一次請求忽洛，詢問服務(wù)器是否有新信息。

場景再現(xiàn)：

客戶端：啦啦啦环肘，有沒有新信息(Request)

服務(wù)端：沒有（Response）

客戶端：啦啦啦欲虚，有沒有新信息(Request)

服務(wù)端：沒有。廷臼。（Response）

客戶端：啦啦啦苍在，有沒有新信息(Request)

服務(wù)端：你好煩啊绝页，沒有啊。寂恬。（Response）

客戶端：啦啦啦续誉，有沒有新消息（Request）

服務(wù)端：好啦好啦，有啦給你初肉。（Response）

客戶端：啦啦啦酷鸦，有沒有新消息（Request）

服務(wù)端：。牙咏。臼隔。。妄壶。沒摔握。。丁寄。氨淌。沒。伊磺。盛正。沒有（Response）?—- loop

3.1?長輪詢（long poll）

long poll?其實原理跟?ajax輪詢?差不多，都是采用輪詢的方式屑埋，不過采取的是阻塞模型（一直打電話豪筝，沒收到就不掛電話），也就是說摘能，客戶端發(fā)起連接后续崖，如果沒消息，就一直不返回Response給客戶端徊哑。直到有消息才返回袜刷，返回完之后聪富，客戶端再次建立連接莺丑，周而復(fù)始。

場景再現(xiàn)：

客戶端：啦啦啦墩蔓，有沒有新信息梢莽，沒有的話就等有了才返回給我吧（Request）

服務(wù)端：額。奸披。等待到有消息的時候昏名。。來給你（Response）

客戶端：啦啦啦阵面，有沒有新信息轻局，沒有的話就等有了才返回給我吧（Request）?-loop

從上面可以看出其實這兩種方式洪鸭，都是在不斷地建立HTTP連接，然后等待服務(wù)端處理仑扑，可以體現(xiàn)HTTP協(xié)議的另外一個特點览爵，被動性。

何為被動性呢镇饮，其實就是蜓竹，服務(wù)端不能主動聯(lián)系客戶端，只能有客戶端發(fā)起储藐。

簡單地說就是俱济，服務(wù)器是一個很懶的冰箱（這是個梗）（不會、不能主動發(fā)起連接）钙勃，但是上司有命令蛛碌，如果有客戶來，不管多么累都要好好接待辖源。

說完這個左医，我們再來說一說上面的缺陷（原諒我廢話這么多吧OAQ）

從上面很容易看出來，不管怎么樣同木，上面這兩種都是非常消耗資源的浮梢。

ajax輪詢需要服務(wù)器有很快的處理速度和資源。（速度）long poll?需要有很高的并發(fā)彤路，也就是說同時接待客戶的能力秕硝。（場地大小）

所以?ajax輪詢?和?long poll?都有可能發(fā)生這種情況洲尊。

客戶端：啦啦啦啦远豺，有新信息么？

服務(wù)端：月線正忙坞嘀，請稍后再試（503 ServerUnavailable）

客戶端：躯护。。丽涩。棺滞。好吧，啦啦啦矢渊，有新信息么继准？

服務(wù)端：月線正忙，請稍后再試（503 ServerUnavailable）

客戶端：然后服務(wù)端在一旁忙的要死：冰箱矮男，我要更多的冰箱移必！更多。毡鉴。更多崔泵。秒赤。（我錯了。憎瘸。這又是梗倒脓。。）

3.2 WebSocket

通過上面這個例子含思，我們可以看出崎弃，這兩種方式都不是最好的方式，需要很多資源含潘。

一種需要更快的速度饲做，一種需要更多的’電話’。這兩種都會導(dǎo)致’電話’的需求越來越高遏弱。

哦對了盆均，忘記說了HTTP還是一個狀態(tài)協(xié)議。

通俗的說就是漱逸，服務(wù)器因為每天要接待太多客戶了泪姨，是個健忘鬼，你一掛電話饰抒，他就把你的東西全忘光了肮砾，把你的東西全丟掉了。你第二次還得再告訴服務(wù)器一遍袋坑。

所以在這種情況下出現(xiàn)了仗处，Websocket出現(xiàn)了。他解決了HTTP的這幾個難題枣宫。首先婆誓，被動性，當(dāng)服務(wù)器完成協(xié)議升級后（HTTP->Websocket）也颤，服務(wù)端就可以主動推送信息給客戶端啦洋幻。所以上面的情景可以做如下修改。

客戶端：啦啦啦翅娶，我要建立Websocket協(xié)議文留，需要的服務(wù)：chat，Websocket協(xié)議版本：17（HTTP Request）

服務(wù)端：ok故觅，確認厂庇，已升級為Websocket協(xié)議（HTTPProtocols Switched）

客戶端：麻煩你有信息的時候推送給我噢。输吏。

服務(wù)端：ok，有的時候會告訴你的替蛉。

服務(wù)端：balabalabalabala

服務(wù)端：balabalabalabala

服務(wù)端：哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈

服務(wù)端：笑死我了哈哈哈哈哈哈哈

就變成了這樣贯溅，只需要經(jīng)過一次HTTP請求拄氯，就可以做到源源不斷的信息傳送了。（在程序設(shè)計中它浅，這種設(shè)計叫做回調(diào)译柏，即：你有信息了再來通知我，而不是我傻乎乎的每次跑來問你）

這樣的協(xié)議解決了上面同步有延遲姐霍，而且還非常消耗資源的這種情況鄙麦。那么為什么他會解決服務(wù)器上消耗資源的問題呢？

其實我們所用的程序是要經(jīng)過兩層代理的镊折，即HTTP協(xié)議在Nginx等服務(wù)器的解析下胯府，然后再傳送給相應(yīng)的Handler（PHP等）來處理。簡單地說恨胚，我們有一個非陈钜颍快速的 接線員（Nginx） ，他負責(zé)把問題轉(zhuǎn)交給相應(yīng)的 客服（Handler） 赃泡。

本身接線員基本上速度是足夠的寒波，但是每次都卡在客服（Handler）了，老有客服處理速度太慢升熊。俄烁，導(dǎo)致客服不夠。Websocket就解決了這樣一個難題级野，建立后猴娩，可以直接跟接線員建立持久連接，有信息的時候客服想辦法通知接線員勺阐，然后接線員在統(tǒng)一轉(zhuǎn)交給客戶卷中。這樣就可以解決客服處理速度過慢的問題了。

同時渊抽，在傳統(tǒng)的方式上蟆豫，要不斷的建立，關(guān)閉HTTP協(xié)議懒闷，由于HTTP是非狀態(tài)性的十减，每次都要重新傳輸 identity info （鑒別信息），來告訴服務(wù)端你是誰愤估。

雖然接線員很快速帮辟，但是每次都要聽這么一堆，效率也會有所下降的玩焰，同時還得不斷把這些信息轉(zhuǎn)交給客服由驹，不但浪費客服的處理時間，而且還會在網(wǎng)路傳輸中消耗過多的流量/時間昔园。

但是Websocket只需要一次HTTP握手蔓榄，所以說整個通訊過程是建立在一次連接/狀態(tài)中并炮，也就避免了HTTP的非狀態(tài)性，服務(wù)端會一直知道你的信息甥郑，直到你關(guān)閉請求逃魄，這樣就解決了接線員要反復(fù)解析HTTP協(xié)議，還要查看identity info的信息澜搅。

同時由客戶主動詢問伍俘，轉(zhuǎn)換為服務(wù)器（推送）有信息的時候就發(fā)送（當(dāng)然客戶端還是等主動發(fā)送信息過來的。勉躺。）癌瘾，沒有信息的時候就交給接線員（Nginx），不需要占用本身速度就慢的客服（Handler）了

至于怎么在不支持Websocket的客戶端上使用Websocket赂蕴。柳弄。答案是：不能。但是可以通過上面說的 long poll 和 ajax 輪詢 來 模擬出類似的效果

à參考資料如下概说，文章版權(quán)信息歸原作者所有碧注，轉(zhuǎn)載請注明出處：

看完讓你徹底搞懂Websocket原理

http://www.cnblogs.com/fuqiang88/p/5956363.html

內(nèi)容轉(zhuǎn)自知乎：http://www.zhihu.com/question/20215561

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轉(zhuǎn)載自公眾號「SpringBoot」,作者悟纖萍丐。

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