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揭秘WebSocket：从入门到实战，轻松驾驭实时通信技术

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引言

随着互联网技术的发展，实时通信的需求日益增长。传统的HTTP请求响应模式已无法满足实时性要求，而WebSocket的出现为实时通信提供了一种高效、便捷的解决方案。本文将带您从入门到实战，全面了解WebSocket技术。

一、WebSocket简介

1.1 定义

WebSocket是一种网络通信协议，它允许服务器和客户端之间建立一个持久的连接，在这个连接上，双方可以随时发送和接收数据。

1.2 特点

  • 全双工通信：WebSocket连接建立后，服务器和客户端可以随时发送数据，不受顺序限制。
  • 低延迟：由于建立的是持久连接，数据的传输速度更快，延迟更低。
  • 易于扩展：WebSocket协议简单，易于实现，方便进行二次开发。

二、WebSocket工作原理

2.1 协议握手

当客户端与服务器建立WebSocket连接时，需要进行握手操作。握手过程中，客户端向服务器发送一个HTTP请求，请求头中包含特定的Upgrade字段，表明客户端希望使用WebSocket协议。

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbHQgSW5jLCAyOHRoIGdyYXkg
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

服务器收到请求后，会返回一个HTTP响应，确认WebSocket协议的升级。

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

2.2 持久连接

握手成功后，客户端和服务器之间建立了一个持久的连接。在此连接上，双方可以随时发送和接收数据。

三、WebSocket编程

3.1 JavaScript客户端

JavaScript是WebSocket编程的主要语言。以下是一个简单的WebSocket客户端示例：

var socket = new WebSocket("ws://server.example.com/chat");

socket.onopen = function(event) {
    console.log("连接成功");
    socket.send("Hello, server!");
};

socket.onmessage = function(event) {
    console.log("收到消息：" + event.data);
};

socket.onerror = function(event) {
    console.log("发生错误：" + event.message);
};

socket.onclose = function(event) {
    console.log("连接关闭：" + event.code);
};

3.2 Java客户端

Java客户端可以使用javax.websocket包进行开发。以下是一个简单的Java WebSocket客户端示例：

import javax.websocket.ClientEndpoint;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;

@ClientEndpoint
public class WebSocketClient {

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        System.out.println("连接成功");
        session.getBasicRemote().sendText("Hello, server!");
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String message) {
        System.out.println("收到消息：" + message);
    }
}

四、WebSocket实战

4.1 实时聊天室

实时聊天室是WebSocket技术的典型应用场景。以下是一个简单的聊天室示例：

客户端：

var socket = new WebSocket("ws://server.example.com/chat");

socket.onopen = function(event) {
    console.log("连接成功");
};

socket.onmessage = function(event) {
    var message = document.createElement("div");
    message.innerText = event.data;
    document.getElementById("chat").appendChild(message);
};

document.getElementById("send").addEventListener("click", function() {
    var input = document.getElementById("input");
    socket.send(input.value);
    input.value = "";
});

服务器：

import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

@ServerEndpoint("/chat")
public class ChatServer {

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        for (Session s : session.getOpenSessions()) {
            s.getBasicRemote().sendText(message);
        }
    }
}

4.2 实时股票行情

实时股票行情是WebSocket在金融领域的应用之一。以下是一个简单的股票行情示例：

客户端：

var socket = new WebSocket("ws://server.example.com/stock");

socket.onmessage = function(event) {
    var data = JSON.parse(event.data);
    console.log("股票价格：" + data.price);
};

服务器：

import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

@ServerEndpoint("/stock")
public class StockServer {

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        // 模拟获取股票价格
        String price = "100";
        session.getBasicRemote().sendText("{\"price\":\"" + price + "\"}");
    }
}

五、总结

WebSocket技术为实时通信提供了高效、便捷的解决方案。通过本文的介绍，相信您已经对WebSocket有了初步的了解。在实际应用中，您可以根据需求选择合适的编程语言和框架，轻松实现WebSocket功能。

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