WebSocket详解

websocket是什么？

答: 它是一种网络通信协议，是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

为什么需要websocket? 疑问? 我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？

答：是因为 HTTP 协议有一个缺陷，通信只能由客户端发起，然后服务器再做出响应，服务器不能主动向客户端推送消息。这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用"轮询"：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。WebSocket协议的最大特点是服务器可以主动向客户端推送消息，客户端也可以主动向服务器发送消息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

其他特点包括：

（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。

（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。

（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。

（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。

（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。

（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。 ws://example.com:80/some/path

WebSocket目前支持两种统一资源标志符ws和wss，类似于HTTP和HTTPS。

实现原理

浏览器发出webSocket的连线请求，服务器发出响应，这个过程称为握手,握手的过程只需要一次，就可以实现持久连接。

握手与连接

浏览器发出连线请求,此时的request如下：

通过get可以表明此次连接的建立是以HTTP协议为基础的，返回101状态码。

如果不是101状态码，表示握手升级的过程失败了

101是Switching Protocols,表示服务器已经理解了客户端的请求，并将通过Upgrade 消息头通知客户端采用不同的协议来完成这个请求。在发送这个响应后的空档，将http升级到webSocket。

WebSocket 的握手是一个标准的 HTTP GET 请求，但要带上两个协议升级的专用头字段：

“Connection: Upgrade”，表示要求协议“升级”；
“Upgrade: websocket”，表示要“升级”成 WebSocket 协议。

另外，为了防止普通的 HTTP 消息被“意外”识别成 WebSocket，握手消息还增加了两个额外的认证用头字段（所谓的“挑战”，Challenge）：

Sec-WebSocket-Key：一个 Base64 编码的 16 字节随机数，作为简单的认证密钥；
Sec-WebSocket-Version：协议的版本号，当前必须是 13。

服务器接到浏览器的连线请求返回结果如下：

Upgrade和Connection来告诉浏览器，服务已经是基于webSocket协议的了，让浏览器也遵循这个协议

Sec-WebSocket-Accept是服务端确认后并加密后的Sec-WebSocket-Accept

至此，webSocket连接成功，接下来就是webSocket的协议了。