JavaScript实现即时通讯的4种方案

JavaScript实现即时通讯的4种方案

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前言:

1. http + ajax

2. websocket

3. SSE

前言:

服务端如何将数据推送到浏览器,一般来说,Web端即时通讯技术因受限于浏览器的设计限制,一直以来实现起来并不容易,这里总结了4种方式。

1. http + ajax

XMLHttpRequest在和服务端进行数据交互时存在四种状态,很多时候的判断是readyState为4时,从response获取服务端响应结果。其实readyState等于3的时候就可以获取到服务端的部分数据了。

可以利用这个属性实现服务端推送。

比如服务使用http创建服务,每间隔1s的时候通过write方法返回一段文本,但是不要调用end方法。

const http = require('http'); const fs = require('fs'); const app = http.createServer((req, res) => {     // 设置响应头     res.setHeader('Content-type', 'application/json; charset=utf-8');     res.setHeader('Cache-Control', 'max-age=0'); // 没有缓存     let num = 0;     // 地柜返回     const send = () => {         if (num > 20) {             res.end();             return;         }         num++;         const data = Math.random() + '';         res.write(data, 'utf8');         setTimeout(send, 1000);     }     send(); }); app.listen(8081, () => {     console.log('127.0.0.1:8081'); })

前端监听XMLHttpRequestonreadystatechange事件,每当服务器返回一段数据都会触发一次onreadystatechange事件,可以从responseText中得到当前获取到的全部数据。

var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open('GET', '/api'); xhr.timeout = 30000; xhr.responseType = 'text'; xhr.onreadystatechange = function () {     if (this.readyState == 3) { // 分段获取服务端返回的数据         console.log(this.responseText);     }     if (this.readyState == 4) {         if (this.status >= 200 && this.status < 300 || this.status == 304) {             // this.response         } else {             // this.statusText         }     } } xhr.send() 2. websocket

websocket具有三个优点,双向通信,自动跨域,性能高。最主要的是可以传输多种格式的数据。WebSocket 协议在2008年诞生,2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了,也是应用很广泛的一种即时通信协议。

websocket是HTML5新增的API,属于浏览器或者前端的内容。后端用的是socket,socket协议的历史相当古老基本四十年前就已经存在了。在H5中websocket自带一些安全的措施,而原生的socket就没什么安全性可言了。

客户端浏览器通过实例化Websocket,传入服务地址创建websocket链接,message中会接收到服务端推送的数据,也可通过send方法向服务端发送数据。

const ws = new Websocket('ws://127.0.0.1:8080/api'); // 原生没有emit,自己封装一个 ws.emit = function(name, ...args) {     ws.send(JSON.stringify({         name,         data: [...args]     })) } ws.onopen = function() {     console.log('链接上了');     // ws.send('dadadadadasda'); // 发送数据,只有一个参数一个大字符串     ws.emit('msg', 12, 5, 8); }; // 已经链接 ws.onmessage = function() {     console.log('接收到消息了') }; // 收到数据 ws.onclose = function() {     console.log('断开链接了') }; // 断开了

node中想要实现socket可以借助node原生的net模块,这是一个相对底层的网络模块,是一个tcp的库。net是http的底层,很多东西都需要自己去实现,比如这里可以使用net.createServer来创建服务。

websocket也是给予http的,先通过http请求到服务,会携带一个upgradewebsocket的请求头,表示希望升级为websocket,这个时候服务可以返回101状态码,表示进行服务可以升级。

const http = require('http'); const net = require('net'); // TCP的库,可以理解为原生的Socket const crypto = require('crypto'); // 借助加密库实现一些安全性 const server = net.createServer(sock=> {     console.log('链接上了');     sock.on('end', () => {         console.log('客户端断开了')     }); // 断开     sock.once('data', (data) => {         console.log('hand shake start...');         // 最先过来的是http头         const str = data.toString();         // 将http头用\r\n切开         let lines = str.split('\r\n');         // 删除第一行和最后一行,因为没啥用         lines = lines.slice(1, lines.length - 2);         // 将所有请求头通过'分号空格'切开         const headers = {};         lines.forEach(line => {             const [key, value ] = line.split(': ');             // 将请求头变成小写             headers[key.toLowerCase()] = val;         })         // http协议转websocket会传入upgrade为websocket         if (headers['upgrade'] != 'websocket') {             console.log('其他协议,暂不支持');             sock.end();         } else if (headers['sec-websocket-version'] != 13) {             console.log('不兼容不是13的版本');             sock.end();         } else {             const key = headers['sec-websocket-key'];             // 13版本的源码是258E,可以百度的到             const mask = '258EAFA5-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';             // 需要把key和mask加在一起,然后用sha1加密,再变成base64,还给客户端             // sha1(key + mask) -> base64 -> client;             const hash = crypto.createHash('sha1');             hash.update(key + mask);             const tokey = hash.digest('base64');             // 数据以HTTP发回客户端,因为验证的过程还是http阶段, 状态值为101(正在切换协议,协议升级 Switching Protocols)             sock.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\nUpgrade: websocket\r\nConnection: Upgrade\r\nSec-WebSocket-Accept: ' + tokey + '\r\n'); // Upgrade: websocket告诉浏览器升级为websocket,冒号要有空格             // 至此,握手已经结束了。因为握手的过程只有一次,所以不要用on处理,用once处理             // 从这里开始,才是真正的数据,以后所有的数据都走这里,所以用on处理             sock.on('data', data => {                 // 获取到的数据                 // 不过数据是一个buffer的数据包,解析起来比较麻烦。                 console.log(data);             })         }     }); // 有数据过来 }).listen(8080);

上面介绍的是websocket的一个实现原理,项目中可以直接使用socket.io这个库。

前端代码如下:

const sock = io.connect('ws://127.0.0.1:8080/api'); sock.on('connect', () => {     console.log('已链接');     sock.emit('aaa', 12, 5,8);     sock.on('time', (ts) => {         console.loh(ts);     }) }); sock.on('disconnect', () => {     console.log('已断开'); });

服务端代码如下:

const http = require('http'); const io = require('socket.io'); // 创建http服务,开启8080端口号 const httpServer = http.createServer().listen(8080); // socket监听http服务 const wsServer = io.listen(httpServer); // 当有链接的时候 wsServer.on('connection', sock => {     // 发送     // sock.emit     sock.emit('time', Date.now());     // 接收     sock.on('aaa', (a, b, c) => {         console.loh(a, b, c);     }) }) 3. SSE

SSE全称是Server-Sent Events,指的是网页自动获取来自服务器的更新,也就是自动获取服务端推送至网页的数据,这是一个H5的属性,除了IE,其它标准浏览器基本都兼容。

实现方式和第二种有一些像,服务器向客户端声明要发送流信息,然后连续不断地发送过来。这时客户端是不会关闭连接的,会一直等着服务器发过来的新的数据流。比如音视频的媒体流就是这种机制。

SSE 只能服务器向浏览器发送数据,这点和第二种方式很像,能力上都不如websocket,优点是SSE使用更加简单,并且基于http协议,兼容性还可以(当然2022年了,没有啥是兼容性不可以的了)。

H5端使用EventSource对象,填入要请求的url地址就可以了。

var source = new EventSource('/api', {     withCredentials: true }); source.onopen = function () {     console.log('链接已建立', this.readyState); } source.onmessage = function (event) {     console.log('实时获取的数据', event.data); } source.onerror = function () {     console.log('发生错误'); } // 关闭 // source.close();

服务器向浏览器发送的 SSE 数据,首先必须设置响应头的Content-typetext/event-stream,且编码格式为utf-8。返回的数据格式必须为data: xxxx\n\n。除了data还有event,id,以及retry,可以参考Server-sent_events-mdn。

服务端代码如下:

const http = require('http'); const fs = require('fs'); const app = http.createServer((req, res) => {     res.setHeader('Content-type', 'text/event-stream; charset=utf-8');     res.setHeader('Cache-Control', 'max-age=0'); // 清楚缓存     res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', 'http:127.0.0.1/');     let num = 0;     const send = () => {         if (num > 20) {             res.end();             return;         }         num++;         const data = Math.random() + '';         res.write(`data: ${data}\n\n`, 'utf8');         setTimeout(send, 1000);     }     send(); }); app.listen(8081, () => {     console.log('127.0.0.1:8081'); })

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