WebSocket和http区别以及原理
今天看到websocket和http的差别,这篇⽂章讲的很不错
⼀、WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系,但HTTP是不⽀持持久连接的(长连接,循环连接的不算)
⾸先HTTP有1.1和1.0之说,也就是所谓的keep-alive,把多个HTTP请求合并为⼀个,但是Websocket其实是⼀个新协议,跟HTTP协议基本没有关系,只是为了兼容现有浏览器的握⼿规范⽽已,也就是说它是HTTP协议上的⼀种补充可以通过这样⼀张图理解
有交集,但是并不是全部。
另外Html5是指的⼀系列新的API,或者说新规范,新技术。Http协议本⾝只有1.0和1.1,⽽且跟Html本⾝没有直接关系。。
通俗来说,你可以⽤HTTP协议传输⾮Html数据,就是这样=。=
再简单来说,层级不⼀样。
⼆、Websocket是什么样的协议,具体有什么优点
⾸先,Websocket是⼀个持久化的协议,相对于HTTP这种⾮持久的协议来说。
简单的举个例⼦吧,⽤⽬前应⽤⽐较⼴泛的PHP⽣命周期来解释。
1) HTTP的⽣命周期通过Request来界定,也就是⼀个Request ⼀个Response,那么在HTTP1.0中,这次HTTP请求就结束了。
在HTTP1.1中进⾏了改进,使得有⼀个keep-alive,也就是说,在⼀个HTTP连接中,可以发送多个Request,接收多个Response。
但是请记住 Request = Response , 在HTTP中永远是这样,也就是说⼀个request只能有⼀个response。⽽且这个response也是被动的,不能主动发起。
GET /chat HTTP/1.1
Host: ample
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: example
熟悉HTTP的童鞋可能发现了,这段类似HTTP协议的握⼿请求中,多了⼏个东西。
我会顺便讲解下作⽤。
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
这个就是Websocket的核⼼了,告诉Apache、Nginx等服务器:注意啦,窝发起的是Websocket协议,快点帮我到对应的助理处理~不是那个⽼⼟的HTTP。
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
⾸先,Sec-WebSocket-Key 是⼀个Base64 encode的值,这个是浏览器随机⽣成的,告诉服务器:泥煤,不要忽悠窝,我要验证尼是不是真的是Websocket助理。
然后,Sec_WebSocket-Protocol 是⼀个⽤户定义的字符串,⽤来区分同URL下,不同的服务所需要的协议。简单理解:今晚我要服务A,别搞错啦~
最后,Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使⽤的Websocket Draft(协议版本),在最初的时候,Websocket协议还在 Draft 阶段,各种奇奇怪怪的协议都有,⽽且还有很多期奇奇怪怪不同的东西,什么Firefox和Chrome⽤的不是⼀个版本之类的,当初Websocket 协议太多可是⼀个⼤难题。。不过现在还好,已经定下来啦~⼤家都使⽤的⼀个东西~ 脱⽔:服务员,我要的是13岁的噢→_→
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat
这⾥开始就是HTTP最后负责的区域了,告诉客户,我已经成功切换协议啦~
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
依然是固定的,告诉客户端即将升级的是Websocket协议,⽽不是mozillasocket,lurnarsocket或者shitsocket。
然后,Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过服务器确认,并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key。服务器:好啦好啦,知道啦,给你看我的ID CARD来证明⾏了吧。。
后⾯的,Sec-WebSocket-Protocol 则是表⽰最终使⽤的协议。
nginx和apache区别⾄此,HTTP已经完成它所有⼯作了,接下来就是完全按照Websocket协议进⾏了。
具体的协议就不在这阐述了。
------------------技术解析部分完毕------------------
你TMD⼜BBB了这么久,那到底Websocket有什么⿁⽤,http long poll,或者ajax轮询不都可以实现实时信息传递么。
好好好,年轻⼈,那我们来讲⼀讲Websocket有什么⽤。
来给你吃点胡(苏)萝(丹)⼘(红)
long poll
long poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多,都是采⽤轮询的⽅式,不过采取的是阻塞模型(⼀直打电话,没收到就不挂电话),也就是说,客户端发起连接后,如果没消息,就⼀直不返回Response给客户端。直到有消息才返回,返回完之后,客户端再次建⽴连接,周⽽复始。
场景再现
客户端:啦啦啦,有没有新信息,没有的话就等有了才返回给我吧(Request)
服务端:额。。 等待到有消息的时候。。来 给你(Response)
客户端:啦啦啦,有没有新信息,没有的话就等有了才返回给我吧(Request) -loop
从上⾯可以看出其实这两种⽅式,都是在不断地建⽴HTTP连接,然后等待服务端处理,可以体现HTTP协议的另外⼀个特点,被动性。
何为被动性呢,其实就是,服务端不能主动联系客户端,只能有客户端发起。
简单地说就是,服务器是⼀个很懒的冰箱(这是个梗)(不会、不能主动发起连接),但是上司有命令,如果有客户来,不管多么累都要好好接待。
说完这个,我们再来说⼀说上⾯的缺陷(原谅我废话这么多吧OAQ)
从上⾯很容易看出来,不管怎么样,上⾯这两种都是⾮常消耗资源的。
ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。(速度)
long poll 需要有很⾼的并发,也就是说同时接待客户的能⼒。(场地⼤⼩)
所以ajax轮询 和long poll 都有可能发⽣这种情况。
客户端:啦啦啦啦,有新信息么?
服务端:⽉线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)
客户端:。。。。好吧,啦啦啦,有新信息么?
服务端:⽉线正忙,请稍后再试(503 Server Unavailable)
客户端:
然后服务端在⼀旁忙的要死:冰箱,我要更多的冰箱!更多。。更多。。(我错了。。这⼜是梗。。)
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⾔归正传,我们来说Websocket吧
通过上⾯这个例⼦,我们可以看出,这两种⽅式都不是最好的⽅式,需要很多资源。
⼀种需要更快的速度,⼀种需要更多的'电话'。这两种都会导致'电话'的需求越来越⾼。
哦对了,忘记说了HTTP还是⼀个⽆状态协议。(感谢评论区的各位指出OAQ)
通俗的说就是,服务器因为每天要接待太多客户了,是个健忘⿁,你⼀挂电话,他就把你的东西全忘光了,把你的东西全丢掉了。你第⼆次还得再告诉服务器⼀遍。
所以在这种情况下出现了,Websocket出现了。
他解决了HTTP的这⼏个难题。
⾸先,被动性,当服务器完成协议升级后(HTTP->Websocket),服务端就可以主动推送信息给客户端啦。
所以上⾯的情景可以做如下修改。
客户端:啦啦啦,我要建⽴Websocket协议,需要的服务:chat,Websocket协议版本:17(HTTP Request)
服务端:ok,确认,已升级为Websocket协议(HTTP Protocols Switched)
客户端:⿇烦你有信息的时候推送给我噢。。
服务端:ok,有的时候会告诉你的。
服务端:balabalabalabala
服务端:balabalabalabala
服务端:哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈
服务端:笑死我了哈哈哈哈哈哈哈
就变成了这样,只需要经过⼀次HTTP请求,就可以做到源源不断的信息传送了。(在程序设计中,这种设计叫做回调,即:你有信息了再来通知我,⽽不是我傻乎乎的每次跑来问你)
这样的协议解决了上⾯同步有延迟,⽽且还⾮常消耗资源的这种情况。
那么为什么他会解决服务器上消耗资源的问题呢?
其实我们所⽤的程序是要经过两层代理的,即HTTP协议在Nginx等服务器的解析下,然后再传送给相应的Handler(PHP等)来处理。
简单地说,我们有⼀个⾮常快速的接线员(Nginx),他负责把问题转交给相应的客服(Handler)。
本⾝接线员基本上速度是⾜够的,但是每次都卡在客服(Handler)了,⽼有客服处理速度太慢。,导致客服不够。
Websocket就解决了这样⼀个难题,建⽴后,可以直接跟接线员建⽴持久连接,有信息的时候客服想办法通知接线员,然后接线员在统⼀转交给客户。
这样就可以解决客服处理速度过慢的问题了。
同时,在传统的⽅式上,要不断的建⽴,关闭HTTP协议,由于HTTP是⾮状态性的,每次都要重新传输identity info(鉴别信息),来告诉服务端你是谁。
虽然接线员很快速,但是每次都要听这么⼀堆,效率也会有所下降的,同时还得不断把这些信息转交给客服,不但浪费客服的处理时间,⽽且还会在⽹路传输中消耗过多的流量/时间。
但是Websocket只需要⼀次HTTP握⼿,所以说整个通讯过程是建⽴在⼀次连接/状态中,也就避免了HTTP的⾮状态性,服务端会⼀直知道你的信息,直到你关闭请求,这样就解决了接线员要反复解析HTTP协议,还要查看identity info的信息。
同时由客户主动询问,转换为服务器(推送)有信息的时候就发送(当然客户端还是等主动发送信息过来的。。),没有信息的时候就交给接线员(Nginx),不需要占⽤本⾝速度就慢的客服(Handler)了
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⾄于怎么在不⽀持Websocket的客户端上使⽤Websocket。。答案是:不能
但是可以通过上⾯说的 long poll 和 ajax 轮询来 模拟出类似的效果
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