Websocket與http

做者：Ovear
連接：https://www.zhihu.com/question/20215561/answer/40316953
來源：知乎
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1、WebSocket是HTML5出的東西（協議），也就是說HTTP協議沒有變化，或者說不要緊，但HTTP是不支持持久鏈接的（長鏈接，循環鏈接的不算）
首先HTTP有1.1和1.0之說，也就是所謂的keep-alive，把多個HTTP請求合併爲一個，可是Websocket實際上是一個新協議，跟HTTP協議基本沒有關係，只是爲了兼容現有瀏覽器的握手規範而已，也就是說它是HTTP協議上的一種補充能夠經過這樣一張圖理解

有交集，可是並非所有。
另外Html5是指的一系列新的API，或者說新規範，新技術。Http協議自己只有1.0和1.1，並且跟Html自己沒有直接關係。。
通俗來講，你能夠用HTTP協議傳輸非Html數據，就是這樣=。=
再簡單來講，層級不同。

2、Websocket是什麼樣的協議，具體有什麼優勢
首先，Websocket是一個持久化的協議，相對於HTTP這種非持久的協議來講。
簡單的舉個例子吧，用目前應用比較普遍的PHP生命週期來解釋。
1) HTTP的生命週期經過Request來界定，也就是一個Request 一個Response，那麼在HTTP1.0中，此次HTTP請求就結束了。
在HTTP1.1中進行了改進，使得有一個keep-alive，也就是說，在一個HTTP鏈接中，能夠發送多個Request，接收多個Response。
可是請記住 Request = Response ， 在HTTP中永遠是這樣，也就是說一個request只能有一個response。並且這個response也是被動的，不能主動發起。

教練，你BB了這麼多，跟Websocket有什麼關係呢？
_(:з」∠)_好吧，我正準備說Websocket呢。。
首先Websocket是基於HTTP協議的，或者說借用了HTTP的協議來完成一部分握手。
在握手階段是同樣的
-------如下涉及專業技術內容，不想看的能夠跳過lol:，或者只看加黑內容--------
首先咱們來看個典型的Websocket握手（借用Wikipedia的。。）

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的童鞋可能發現了，這段相似HTTP協議的握手請求中，多了幾個東西。
我會順便講解下做用。

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

這個就是Websocket的核心了，告訴Apache、Nginx等服務器：注意啦，窩發起的是Websocket協議，快點幫我找到對應的助理處理~不是那個老土的HTTP。

Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

首先，Sec-WebSocket-Key 是一個Base64 encode的值，這個是瀏覽器隨機生成的，告訴服務器：泥煤，不要忽悠窩，我要驗證尼是否是真的是Websocket助理。
而後，Sec_WebSocket-Protocol 是一個用戶定義的字符串，用來區分同URL下，不一樣的服務所須要的協議。簡單理解：今晚我要服務A，別搞錯啦~
最後，Sec-WebSocket-Version 是告訴服務器所使用的Websocket Draft（協議版本），在最初的時候，Websocket協議還在 Draft 階段，各類奇奇怪怪的協議都有，並且還有不少期奇奇怪怪不一樣的東西，什麼Firefox和Chrome用的不是一個版本之類的，當初Websocket協議太多但是一個大難題。。不過如今還好，已經定下來啦~你們都使用的一個東西~ 脫水：服務員，我要的是13歲的噢→_→

而後服務器會返回下列東西，表示已經接受到請求， 成功創建Websocket啦！

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

這裏開始就是HTTP最後負責的區域了，告訴客戶，我已經成功切換協議啦~

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

依然是固定的，告訴客戶端即將升級的是Websocket協議，而不是mozillasocket，lurnarsocket或者shitsocket。
而後，Sec-WebSocket-Accept 這個則是通過服務器確認，而且加密事後的 Sec-WebSocket-Key。服務器：好啦好啦，知道啦，給你看個人ID CARD來證實行了吧。。
後面的，Sec-WebSocket-Protocol 則是表示最終使用的協議。

至此，HTTP已經完成它全部工做了，接下來就是徹底按照Websocket協議進行了。
具體的協議就不在這闡述了。
------------------技術解析部分完畢------------------

你TMD又BBB了這麼久，那到底Websocket有什麼鬼用，http long poll，或者ajax輪詢不均可以實現實時信息傳遞麼。


好好好，年輕人，那咱們來說一講Websocket有什麼用。
來給你吃點胡（蘇）蘿（丹）卜（紅）

3、Websocket的做用
在講Websocket以前，我就順帶着講下 long poll 和 ajax輪詢 的原理。
首先是 ajax輪詢 ，ajax輪詢 的原理很是簡單，讓瀏覽器隔個幾秒就發送一次請求，詢問服務器是否有新信息。
場景再現：
客戶端：啦啦啦，有沒有新信息(Request)
服務端：沒有（Response）
客戶端：啦啦啦，有沒有新信息(Request)
服務端：沒有。。（Response）
客戶端：啦啦啦，有沒有新信息(Request)
服務端：你好煩啊，沒有啊。。（Response）
客戶端：啦啦啦，有沒有新消息（Request）
服務端：好啦好啦，有啦給你。（Response）
客戶端：啦啦啦，有沒有新消息（Request）
服務端：。。。。。沒。。。。沒。。。沒有（Response） ---- loop

long poll
long poll 其實原理跟 ajax輪詢 差很少，都是採用輪詢的方式，不過採起的是阻塞模型（一直打電話，沒收到就不掛電話），也就是說，客戶端發起鏈接後，若是沒消息，就一直不返回Response給客戶端。直到有消息才返回，返回完以後，客戶端再次創建鏈接，周而復始。
場景再現
客戶端：啦啦啦，有沒有新信息，沒有的話就等有了才返回給我吧（Request）
服務端：額。。 等待到有消息的時候。。來 給你（Response）
客戶端：啦啦啦，有沒有新信息，沒有的話就等有了才返回給我吧（Request） -loop

從上面能夠看出其實這兩種方式，都是在不斷地創建HTTP鏈接，而後等待服務端處理，能夠體現HTTP協議的另一個特色，被動性。
何爲被動性呢，其實就是，服務端不能主動聯繫客戶端，只能有客戶端發起。
簡單地說就是，服務器是一個很懶的冰箱（這是個梗）（不會、不能主動發起鏈接），可是上司有命令，若是有客戶來，無論多麼累都要好好接待。

說完這個，咱們再來講一說上面的缺陷（原諒我廢話這麼多吧OAQ）
從上面很容易看出來，無論怎麼樣，上面這兩種都是很是消耗資源的。
ajax輪詢 須要服務器有很快的處理速度和資源。（速度）
long poll 須要有很高的併發，也就是說同時接待客戶的能力。（場地大小）
因此ajax輪詢 和long poll 都有可能發生這種狀況。

客戶端：啦啦啦啦，有新信息麼？
服務端：月線正忙，請稍後再試（503 Server Unavailable）
客戶端：。。。。好吧，啦啦啦，有新信息麼？
服務端：月線正忙，請稍後再試（503 Server Unavailable）

客戶端：

而後服務端在一旁忙的要死：冰箱，我要更多的冰箱！更多。。更多。。（我錯了。。這又是梗。。）

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言歸正傳，咱們來講Websocket吧
經過上面這個例子，咱們能夠看出，這兩種方式都不是最好的方式，須要不少資源。
一種須要更快的速度，一種須要更多的'電話'。這兩種都會致使'電話'的需求愈來愈高。
哦對了，忘記說了HTTP仍是一個無狀態協議。（感謝評論區的各位指出OAQ）
通俗的說就是，服務器由於天天要接待太多客戶了，是個健忘鬼，你一掛電話，他就把你的東西全忘光了，把你的東西全丟掉了。你第二次還得再告訴服務器一遍。

因此在這種狀況下出現了，Websocket出現了。
他解決了HTTP的這幾個難題。
首先，被動性，當服務器完成協議升級後（HTTP->Websocket），服務端就能夠主動推送信息給客戶端啦。
因此上面的情景能夠作以下修改。
客戶端：啦啦啦，我要創建Websocket協議，須要的服務：chat，Websocket協議版本：17（HTTP Request）
服務端：ok，確認，已升級爲Websocket協議（HTTP Protocols Switched）
客戶端：麻煩你有信息的時候推送給我噢。。
服務端：ok，有的時候會告訴你的。
服務端：balabalabalabala
服務端：balabalabalabala
服務端：哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈
服務端：笑死我了哈哈哈哈哈哈哈

就變成了這樣，只須要通過一次HTTP請求，就能夠作到源源不斷的信息傳送了。（在程序設計中，這種設計叫作回調，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）
這樣的協議解決了上面同步有延遲，並且還很是消耗資源的這種狀況。
那麼爲何他會解決服務器上消耗資源的問題呢？
其實咱們所用的程序是要通過兩層代理的，即HTTP協議在Nginx等服務器的解析下，而後再傳送給相應的Handler（PHP等）來處理。
簡單地說，咱們有一個很是快速的接線員（Nginx），他負責把問題轉交給相應的客服（Handler）。
自己接線員基本上速度是足夠的，可是每次都卡在客服（Handler）了，老有客服處理速度太慢。，致使客服不夠。
Websocket就解決了這樣一個難題，創建後，能夠直接跟接線員創建持久鏈接，有信息的時候客服想辦法通知接線員，而後接線員在統一轉交給客戶。
這樣就能夠解決客服處理速度過慢的問題了。

同時，在傳統的方式上，要不斷的創建，關閉HTTP協議，因爲HTTP是非狀態性的，每次都要從新傳輸identity info（鑑別信息），來告訴服務端你是誰。
雖然接線員很快速，可是每次都要聽這麼一堆，效率也會有所降低的，同時還得不斷把這些信息轉交給客服，不但浪費客服的處理時間，並且還會在網路傳輸中消耗過多的流量/時間。
可是Websocket只須要一次HTTP握手，因此說整個通信過程是創建在一次鏈接/狀態中，也就避免了HTTP的非狀態性，服務端會一直知道你的信息，直到你關閉請求，這樣就解決了接線員要反覆解析HTTP協議，還要查看identity info的信息。
同時由客戶主動詢問，轉換爲服務器（推送）有信息的時候就發送（固然客戶端仍是等主動發送信息過來的。。），沒有信息的時候就交給接線員（Nginx），不須要佔用自己速度就慢的客服（Handler）了
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至於怎麼在不支持Websocket的客戶端上使用Websocket。。答案是：不能
可是能夠經過上面說的 long poll 和 ajax 輪詢來 模擬出相似的效果