初识WebSocket

背景：
    最近，在做数魔方系统，里面有一部分人脸图像的采集，是通过websocket方式下发数据的，在此，特地记录一下，方便了解websocket的相关知识。

一、为什么需要websocket呢？

    初次接触websocket的人，都会问同样的问题：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？
    答案很简单，因为HTTP协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。
    比如，当我们想了解今天的天气的时候，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP协议做不到服务器主动向客户端推送信息。
    而WebSocket协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有游览器都已经支持了。
    它的最大特点是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

二、传统的实现即时通信的方式

    ajax轮询
    ajax轮询的原理非常简单，让游览器隔个几秒就发送一次请求，询问服务器是否有新信息。
    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。
    小结：
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，额就是说同时接待客户的能力。（场地大小）
    长连接
在页面里嵌入一个隐藏iframe，将这个隐藏iframe的src属性设为对一个长连接的请求或是采用xhr请求，服务器端就能源源不断地往客户端输入数据。
优点：消息及时到达，不发无用请求；管理起来也相对方便；
缺点：服务器维护一个长连接会增加开销，当客户端越来越多的时候，server压力大。
实例：Gmail聊天
    Flash Socket
在也没按中内嵌入一个使用了Socket类的Flash程序JavaScript通过调用此Flash程序提供的Socket接口与服务端接口进行通信，JavaScript在接收到服务端传送的信息后控制页面的显示。
优点：实现真正的即时通信，而不是伪及时。
缺点：客户端必须安装Flash插件，移动端支持不好，IOS系统中没有Flash的存在；非HTTP协议，无法自动穿越防火墙。
实例：网络互动游戏。

三、websocket的方式实现服务端消息推送

    websocket是html5规范中的一个部分，它借鉴了socket这种思想，为web应用程序客户端和服务端之间（注意是客户端服务端）提供了一种全双工通信机制。同时，它又是一种新的应用层协议，websocket协议是为了提供web应用程序和服务端全双工通信而专门制定的一种应用层协议，通常它表示为：ws://echo.websocket.org/?encoding=text HTTP/1.1，可以看到除了前面的协议名和http不同之外，它的表示地址就是传统的url地址。
    websocket其实是一种新协议，跟HTTP协议基本没有关系，只是为了兼容现有游览器的握手规范而已。
websocket具有以下几个方面的优势：

• 建立在TCP协议之上，服务端的实现比较容易；
• 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；
• 数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效；
• 可以发送文本，也可以发送二进制数据；
• 没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信；
• 协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是url。

四、客户端的简单示例

    websocket的用法相当简单。
下面是一个网页脚本的例子，基本上一眼就能明白。

var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");

ws.onopen = function(evt) {
     
  console.log("Connection open ..."); 
  ws.send("Hello WebSockets!");
};

ws.onmessage = function(evt) {
    
  console.log( "Received Message: " + evt.data);
  ws.close();
};

ws.onclose = function(evt) {
    
  console.log("Connection closed.");
};   

五、客户端API

    websocket客户端的API如下：
5.1websocket构造函数
    websocket对象作为一个构造函数，用于新建websocket实例。

var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

执行上面语句之后，客户端就会与服务器进行连接。
5.2 webSocket.readyState
    readyState属性返回实例对象的当前状态，共有四种。

• CONNECTING：值为0，表示正在连接。
• OPEN：值为1，表示连接成功，可以通信了。
• CLOSING：值为2，表示连接正在关闭。
• CLOSED：值为3，表示连接已经关闭，或者打开连接失败。

下面是一个示例。

switch (ws.readyState) {
    
  case WebSocket.CONNECTING:
    // do something
    break;
  case WebSocket.OPEN:
    // do something
    break;
  case WebSocket.CLOSING:
    // do something
    break;
  case WebSocket.CLOSED:
    // do something
    break;
  default:
    // this never happens
    break;
}

5.3 webSocket.onopen
实例对象的onopen属性，用于指定连接成功后的回调函数。

ws.onopen = function () {
    
  ws.send('Hello Server!');
}

如果要指定多个回调函数，可以使用addEventListener方法。

ws.addEventListener('open', function (event) {
    
  ws.send('Hello Server!');
});

5.4 webSocket.onopen
实例对象的onclose属性，用于指定连接关闭后的回调函数。

ws.onclose = function(event) {
    
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event
};

ws.addEventListener("close", function(event) {
    
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event
});

5.5 webSocket.onmessage
实例对象的onmessage属性，用于指定收到服务器数据后的回调函数。

ws.onmessage = function(event) {
    
  var data = event.data;
  // 处理数据
};

ws.addEventListener("message", function(event) {
    
  var data = event.data;
  // 处理数据
});

注意，服务器数据可能是文本，也可能是二进制数据（blob对象或Arraybuffer对象）。

ws.onmessage = function(event){
    
  if(typeof event.data === String) {
    
    console.log("Received data string");
  }

  if(event.data instanceof ArrayBuffer){
    
    var buffer = event.data;
    console.log("Received arraybuffer");
  }
}

除了动态判断收到的数据类型，也可以使用binaryType属性，显式指定收到的二进制数据类型。

// 收到的是 blob 数据
ws.binaryType = "blob";
ws.onmessage = function(e) {
    
  console.log(e.data.size);
};

// 收到的是 ArrayBuffer 数据
ws.binaryType = "arraybuffer";
ws.onmessage = function(e) {
    
  console.log(e.data.byteLength);
};

5.6 webSocket.send()
实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。
发送文本的例子。

ws.send('your message');

发送Blob对象的例子。

var file = document
  .querySelector('input[type="file"]')
  .files[0];
ws.send(file);

发送ArrayBuffer对象的例子。

// Sending canvas ImageData as ArrayBuffer
var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
var binary = new Uint8Array(img.data.length);
for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
    
  binary[i] = img.data[i];
}
ws.send(binary.buffer);

5.7 webSocket.bufferedAmount
实例对象的bufferedAmount属性，表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。

var data = new ArrayBuffer(10000000);
socket.send(data);

if (socket.bufferedAmount === 0) {
    
  // 发送完毕
} else {
    
  // 发送还没结束
}

5.8 webSocket.onerror
实例对象的onerror属性，用于指定报错时的回调函数。

socket.onerror = function(event) {
    
  // handle error event
};

socket.addEventListener("error", function(event) {
    
  // handle error event
});

六、具体运用示例

inits (typeSn) {
    
                let self = this
                if (window.WebSocket) {
    
                    let websocket = new WebSocket('ws://139.196.147.121:8088/websocket');//测试
                    websocket.onopen = function() {
    
                        let sn = {
    "online": typeSn || "450_1_"}; 
                        websocket.send(JSON.stringify(sn));
                        let timer = setInterval(function() {
    
                            self.keepalive(websocket)
                        }, 60000);
                    };
                    websocket.onerror = function() {
    
                    };
                    websocket.onclose = function() {
    
                        // setTimeout(self.getCustomerFace(),60000)
                        self.inits();
                    };
                    // 消息接收
                    websocket.onmessage = function(message) {
    
                        console.log(message, 1111);
                        self.showMessage(message);
                    };
                    window.onbeforeunload = function() {
    
                        websocket.close();
                    }
                } else {
    
                    alert("该浏览器不支持WebSocket。<br/>建议使用高版本的浏览器，<br/>如 IE10、火狐 、谷歌 、搜狗等");
                }
            },

参考博客：
    WebSocket 教程 https://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html
    Websocket(一)——原理及基本属性和方法 https://www.cnblogs.com/cangqinglang/p/8331120.html