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WebSocket相关技术

article 2025/3/1 4:14:37

WebSocket 是一种网络通信协议，旨在通过单一的持久连接提供全双工、低延迟的通信。它与传统的 HTTP 协议不同，能够让客户端和服务器之间进行实时双向通信，而无需每次通信都重新建立连接。

WebSocket 的特点：

1. 全双工通信：WebSocket 允许服务器和客户端相互发送和接收数据，且无需频繁地建立连接。

2. 持久连接：客户端与服务器建立 WebSocket 连接后，可以长时间保持该连接，避免了传统 HTTP 请求的开销。

3. 低延迟：WebSocket 的设计目标之一就是减少延迟，非常适合需要实时数据更新的场景。

4. 节省带宽：传统的 HTTP 请求需要反复发送头部，而 WebSocket 一旦建立连接，后续数据传输不再需要额外的头部信息。

5. 基于事件的通信：WebSocket 是基于事件驱动的，服务器可以主动向客户端推送消息，客户端也可以随时发送消息。

WebSocket 的工作原理：

1. 连接建立：客户端首先通过 HTTP 协议发起 WebSocket 请求，服务器返回一个 HTTP 101 状态码（切换协议），表示同意建立 WebSocket 连接。

• 客户端发起 WebSocket 请求时，协议头会包括 Upgrade 和 Connection 字段，表明希望切换到 WebSocket 协议。

• 服务器在响应中会返回 HTTP/1.1 101 Switching Protocols，并通过 Upgrade: websocket 头告知客户端切换协议。

2. 数据传输：

• 一旦连接建立，WebSocket 连接将保持开放，双方可以任意时刻发送消息，而无需重新建立连接。

• 消息可以是文本或二进制数据，客户端和服务器之间是全双工的。

3. 连接关闭：

• 当通信结束时，任意一方都可以发起关闭连接的请求，通常由发送一个关闭帧来完成。

• 关闭连接时，双方会发送 close 请求，正常情况下会进行有序的关闭。

WebSocket 与 HTTP 的区别：

WebSocket 的使用场景：

1. 实时聊天应用：

WebSocket 非常适合实时通讯类应用，如即时消息、在线客服、社交媒体等。通过 WebSocket，可以在不重新建立连接的情况下，实时推送消息。

2. 在线游戏：

WebSocket 能够提供低延迟和高实时性，非常适合用于多人在线游戏，尤其是对时延要求较高的游戏。

3. 实时股票/金融数据：

股票、加密货币等金融市场数据通常需要实时更新，WebSocket 能够保持连接的持久性，从而及时传输数据。

4. 物联网 (IoT)：

WebSocket 可以用来连接各种设备，实现实时数据采集和控制。

5. 实时通知和提醒：

适用于需要实时推送通知的应用，如推送消息、社交平台的动态提醒等。

WebSocket 与其他技术的比较：

• WebSocket 与 Long Polling：

在早期，如果要实现实时通信，很多应用使用 Long Polling 技术，即客户端不断向服务器发起请求，直到服务器有数据返回才会响应，然后再继续发起新的请求。相比之下，WebSocket 更高效，因为它是通过一个持久连接进行双向通信，避免了频繁请求。

• WebSocket 与 Server-Sent Events (SSE)：

Server-Sent Events（SSE）是另一种实现服务器推送消息的技术，适用于单向通信（服务器推送数据到客户端）。如果应用只需要服务器推送消息而客户端不需要发送消息，可以使用 SSE。而 WebSocket 则适用于双向通信。

如何在 React 或 React Native 中使用 WebSocket？

在 React 或 React Native 项目中，可以通过 WebSocket API 来实现实时通信。

示例：React 中使用 WebSocket

import React, { useState, useEffect } from 'react';

function ChatComponent() {
  const [messages, setMessages] = useState([]);
  const [newMessage, setNewMessage] = useState('');

  useEffect(() => {
    // 创建 WebSocket 连接
    const socket = new WebSocket('wss://your-websocket-server.com');

    // 连接打开时的处理
    socket.onopen = () => {
      console.log('WebSocket Connected');
    };

    // 接收到消息时的处理
    socket.onmessage = (event) => {
      const message = JSON.parse(event.data);
      setMessages((prevMessages) => [...prevMessages, message]);
    };

    // 连接关闭时的处理
    socket.onclose = () => {
      console.log('WebSocket Disconnected');
    };

    // 组件卸载时关闭 WebSocket 连接
    return () => {
      socket.close();
    };
  }, []);

  const sendMessage = () => {
    const socket = new WebSocket('wss://your-websocket-server.com');
    socket.send(JSON.stringify({ message: newMessage }));
  };

  return (
    <div>
      <div>
        {messages.map((message, index) => (
          <div key={index}>{message.text}</div>
        ))}
      </div>
      <input
        type="text"
        value={newMessage}
        onChange={(e) => setNewMessage(e.target.value)}
      />
      <button onClick={sendMessage}>Send</button>
    </div>
  );
}

export default ChatComponent;

WebSocket 在 React Native 中使用

import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { View, Text, TextInput, Button } from 'react-native';

const ChatScreen = () => {
  const [messages, setMessages] = useState([]);
  const [newMessage, setNewMessage] = useState('');
  const socket = new WebSocket('wss://your-websocket-server.com');

  useEffect(() => {
    socket.onopen = () => {
      console.log('WebSocket Connected');
    };

    socket.onmessage = (event) => {
      const message = JSON.parse(event.data);
      setMessages((prevMessages) => [...prevMessages, message]);
    };

    socket.onclose = () => {
      console.log('WebSocket Disconnected');
    };

    return () => {
      socket.close();
    };
  }, []);

  const sendMessage = () => {
    socket.send(JSON.stringify({ message: newMessage }));
    setNewMessage('');
  };

  return (
    <View>
      {messages.map((msg, index) => (
        <Text key={index}>{msg.text}</Text>
      ))}
      <TextInput
        value={newMessage}
        onChangeText={setNewMessage}
        placeholder="Enter message"
      />
      <Button title="Send" onPress={sendMessage} />
    </View>
  );
};

export default ChatScreen;