WebSocket 是一種用於實現持久連接的通信協議，它的原理和工作方式相對複雜，但我們可以嘗試以儘可能簡單和清晰的方式來解釋它。 WebSocket 的原理 在理解 WebSocket 的工作原理之前，我們首先要瞭解 HTTP 協議的短連接性質。在傳統的 HTTP 通信中，客戶端發送一個請求到服務 ...
WebSocket 是一種用於實現持久連接的通信協議，它的原理和工作方式相對複雜，但我們可以嘗試以儘可能簡單和清晰的方式來解釋它。
WebSocket 的原理
在理解 WebSocket 的工作原理之前，我們首先要瞭解 HTTP 協議的短連接性質。在傳統的 HTTP 通信中，客戶端發送一個請求到伺服器，伺服器響應後就關閉連接，這導致了每個請求都需要建立和關閉連接，而這些連接的建立和關閉會消耗網路資源和時間。
WebSocket 的原理是在 HTTP 協議上建立一種全雙工的通信方式，使得客戶端和伺服器之間可以建立一次連接，然後保持這個連接的開放狀態，而不需要在每次通信後關閉連接。這種持久連接使得伺服器可以主動向客戶端推送數據，而不需要等待客戶端的請求。
WebSocket 的工作過程
下麵是 WebSocket 的工作過程，包括握手階段和通信階段：
握手階段：
a. 客戶端發起一個 HTTP 請求，請求升級到 WebSocket 協議。這個請求包含了一些特殊的頭信息，表明客戶端希望建立 WebSocket 連接。
b. 伺服器收到這個請求後，會進行升級協議的操作，如果支持 WebSocket，它將回覆一個 HTTP 101 狀態碼，表示成功升級到 WebSocket 協議。
c. 一旦協議升級完成，客戶端和伺服器之間的連接就變成了全雙工，保持開放狀態，可以雙向通信。
通信階段：
a. 客戶端和伺服器可以互相發送消息，這些消息都是以幀（frames）的形式進行傳輸，而不是傳統的 HTTP 請求和響應。
b. 伺服器可以主動向客戶端推送消息，而客戶端也可以主動向伺服器發送消息。這種雙向通信在實時性要求高的應用中非常有用，比如線上聊天、股票市場數據推送等。
關閉連接：
a. 當雙方中的一方決定關閉連接時，它會發送一個關閉幀，通知另一方關閉連接。
b. 另一方收到關閉幀後，也會回覆一個關閉幀，然後雙方都關閉連接。
為什麼 WebSocket 可以實現持久連接？
WebSocket 可以實現持久連接的原因有以下幾點：
協議支持：WebSocket 是一種專門設計用於實現持久連接的協議，與傳統的 HTTP 不同。HTTP 是一種請求-響應協議，每次請求後都會關閉連接。WebSocket 則建立在一次握手之後，保持連接開放狀態，允許雙向通信。
資源節約：傳統的 HTTP 建立和關閉連接會消耗網路資源和時間。WebSocket 的持久連接避免了這種開銷，因此更適用於實時通信的場景。
實時性：在某些應用中，特別是需要實時性的應用，WebSocket 的持久連接允許伺服器主動向客戶端推送數據，而不需要等待客戶端的請求。這對於線上聊天、實時游戲、股票市場數據等應用非常重要。
WebSocket 的示例代碼
下麵是一個簡單的 WebSocket 示例，使用 Node.js 來創建一個 WebSocket 伺服器和一個 WebSocket 客戶端：
WebSocket 伺服器示例（Node.js）：
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });
wss.on('connection', (ws) => {
console.log('Client connected');
ws.on('message', (message) => {
console.log(`Received: ${message}`);
ws.send(`You sent: ${message}`);
});
ws.on('close', () => {
console.log('Client disconnected');
});
});WebSocket 客戶端示例（Node.js）：
const WebSocket = require('ws');
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');
ws.on('open', () => {
console.log('Connected to server');
ws.send('Hello, server!');
});
ws.on('message', (message) => {
console.log(`Received from server: ${message}`);
});
ws.on('close', () => {
console.log('Disconnected from server');
});在這個示例中，伺服器和客戶端都使用了 Node.js 的 ws 模塊來創建 WebSocket 連接。伺服器監聽在埠 8080 上，當客戶端連接時，會在伺服器端和客戶端之間建立雙向通信。伺服器接收來自客戶端的消息，然後將消息返回給客戶端。
這個示例展示了 WebSocket 的簡單用法，但它可以用作更複雜的實時通信應用的基礎。WebSocket 的持久連接特性使其成為實時性要求高的應用的理想選擇，如線上聊天、實時游戲、數據監控等。
