短輪詢（Polling）

短輪詢的實現思路就是瀏覽器端每隔幾秒鐘向伺服器端傳送 HTTP 請求，服務端在收到請求後，不論是否有資料更新，都直接進行響應。在服務端響應完成，就會關閉這個 TCP 連線，程式碼實現也最簡單，就是利用 XHR， 通過 setInterval 定時向後端傳送請求，以獲取最新的資料。

setInterval(function() {
  fetch(url).then((res) => {
      // success code
  })
},3000);

優點：實現簡單。

缺點：會造成資料在一小段時間內不同步和大量無效的請求，安全性差、浪費資源。

長輪詢（Long-Polling）

客戶端傳送請求後伺服器端不會立即返回資料，伺服器端會阻塞請求連線不會立即斷開，直到伺服器端有資料更新或者是連線超時才返回，客戶端才再次發出請求新建連線、如此反覆從而獲取最新資料。大致效果如下：

客戶端程式碼如下：

function async() {
    fetch(url).then((res) => {
        async();
        // success code
    }).catch(() => {
        // 超時
        async();
    })
}

優點：比 Polling 做了優化，有較好的時效性。

缺點：保持連線掛起會消耗資源，伺服器沒有返回有效資料，程式超時。

WebSocket

前面提到的短輪詢（Polling）和長輪詢（Long-Polling）， 都是先由客戶端發起 Ajax 請求，才能進行通訊，走的是 HTTP 協議，伺服器端無法主動向客戶端推送資訊。

當出現類似體育賽事、聊天室、實時位置之類的場景時，輪詢就顯得十分低效和浪費資源，因為要不斷髮送請求，連線伺服器。WebSocket 的出現，讓伺服器端可以主動向客戶端傳送資訊，使得瀏覽器具備了實時雙向通訊的能力。

沒用過 WebSocket 的人，可能會以為它是個什麼高深的技術。其實不然，WebSocket 常用的 API 不多也很容易掌握，不過在介紹如何使用之前，讓我們先看看它的通訊原理。

通訊原理

當客戶端要和服務端建立 WebSocket 連線時，在客戶端和伺服器的握手過程中，客戶端首先會向服務端傳送一個 HTTP 請求，包含一個 Upgrade 請求頭來告知服務端客戶端想要建立一個 WebSocket 連線。

在客戶端建立一個 WebSocket 連線非常簡單：

let ws = new WebSocket('ws://localhost:9000');

類似於 HTTP 和 HTTPS，ws 相對應的也有 wss 用以建立安全連線，本地已 ws 為例。這時的請求頭如下：

Accept-Encoding: gzip,deflate,br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control: no-cache
Connection: Upgrade    // 表示該連線要升級協議
Cookie: _hjMinimizedPolls=358479; ts_uid=7852621249; CNZZDATA1259303436=1218855313-1548914234-%7C1564625892; csrfToken=DPb4RhmGQfPCZhoIygmglZVnYzUCCOOade; jsESSIONID=67376239124B4355F75F1FC87C059F8D; _hjid=3f7157b6-1aa0-4d5c-ab9http://www.cppcns.coma-45eab1e6941e; acw_tc=76b20ff415689655672128006e178b964c640d5a7952f7cb3c18ddf0064264
Host: localhost:9000
Origin: http://localhost:9000
Pragma: no-cache
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
Sec-WebSocket-Key: 5fTJ1LTuh3RKjsJxydyifQ==        // 與響應頭 Sec-WebSocket-Accept 相對應
Sec-WebSocket-Version: 13    // 表示 websocket 協議的版本
Upgrade: websocket    // 表示要升級到 websocket 協議
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_0) AppleWebKit/537.36 (Khtml,like Gecko) Chrome/76.0.3809.132 Safari/537.36

響應頭如下：

Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: ZUip34t+bCjhkvxxwhmdEOyx9hE=
Upgrade: websocket

此時響應行（General）中可以看到狀態碼 status code 是 101 Switching Protocols， 表示該連線已經從 HTTP 協議轉換為 WebSocket 通訊協議。 轉換成功之後，該連線並沒有中斷，而是建立了一個全雙工通訊，後續傳送和接收訊息都會走這個連線通道。

注意，請求頭中有個 Sec-WebSocket-Key 欄位，和相應頭中的 Sec-WebSocket-Accept 是配套對應的，它的作用是提供了基本的防護，比如惡意的連線或者無效的連線。Sec-WebSocket-Key 是客戶端隨機生成的一個 base64 編碼，伺服器會使用這個編碼，並根據一個固定的演算法：

GUID = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";    //  一個固定的字串
accept = base64(sha1(key + GUID));    // key 就是 Sec-WebSocket-Key 值，accept 就是 Sec-WebSocket-AchoIygmglZVcept 值

其中 GUID 字串是RFC6455官方定義的一個固定字串，不得修改。

客戶端拿到服務端響應的 Sec-WebSocket-Accept 後，會拿自己之前生成的 Sec-WebSocket-Key 用相同演算法算一次，如果匹配，則握手成功。然後判斷 HTTP Response 狀態碼是否為 101（切換協議），如果是，則建立連線，大功告成。

實現簡單單聊

下面來實現一個純文字訊息型別的一對一聊天（單聊）功能，廢話不多說，直接上程式碼，注意看註釋。

客戶端：

function connectWebsocket() {
    ws = new WebSocket('ws://localhost:9000');
    // 監聽連線成功
    ws.onopen = () => {
        console.log('連線服務端WebSocket成功');
        ws.send(JSON.stringify(msgData));    // send 方法給服務端傳送訊息
    };

    // 監聽服務端訊息(接收訊息)
    ws.onmessage = (msg) => {
        let message = JSON.parse(msg.data);
        console.log('收到的訊息：',message)
        elUl.innerhtml += `<li>小秋：${message.content}</li>`;
    };

  www.cppcns.com  // 監聽連線失敗
    ws.onerror = () => {
        console.log('連線失敗，正在重連...');
        connectWebsocket();
    };

    // 監聽連線關閉
    ws.onclose = () => {
        console.log('連線關閉');
    };
};
connectWebsocket();

從上面可以看到 WebSocket 例項的 API 很容易理解，簡單好用，通過 send() 方法可以傳送訊息，onmessage 事件用來接收訊息，然後對訊息進行處理顯示在頁面上。 當 onerror 事件（監聽連線失敗）觸發時，最好進行執行重連，以保持連線不中斷。

服務端 Node: （這裡使用ws庫）

const path = require('path');
const express = require('express');
const app = express();
const server = require('http').Server(app);
const WebSocket = require('ws');

const wss = new WebSocket.Server({ server: server });

wss.on('connection',(ws) => { 

  // 監聽客戶端發來的訊息
  ws.on('message',(message) => {
    console.log(wss.clients.size);
    let msgData = JSON.parse(message);   
    if (msgData.type === 'open') {
      // 初始連線時標識會話
      ws.sessionId = `${msgData.fromUserId}-${msgData.toUserId}`;
    } else {
      let sessionId = `${msgData.toUserId}-${msgData.fromUserId}`;
      wss.clients.forEach(client => {
        if (client.sessionId === sessionId) {
          client.send(message);     // 給對應的客戶端連線傳送訊息
        }
      })  
    }
  })

  // 連線關閉
  ws.on('close',() => {
    console.log('連線關閉');  
  });
});

同理，服務端也有對應的傳送和接收的方法。完整示例程式碼見這裡

這樣瀏覽器和服務端就可以愉快的傳送訊息了，效果如下：

其中綠色箭頭表示發出的訊息，紅色箭頭表示收到的訊息。

心跳保活

在實際使用 WebSocket 中，長時間不通訊息可能會出現一些連線不穩定的情況，這些未知情況導致的連線中斷會影響客戶端與服務端之前的通訊，

為了防止這種的情況的出現，有一種心跳保活的方法：客戶端就像心跳一樣每隔固定的時間傳送一次 ping，來告訴伺服器，我還活著，而伺服器也會返回 po程式設計客棧ng，來告訴客戶端，伺服器還活著。ping/pong 其實是一條與業務無關的假訊息，也稱為心跳包。

可以在連線成功之後，每隔一個固定時間傳送心跳包，比如 60s:

setInterval(() => {
    ws.send('這是一條心跳包訊息');
},60000)

總結

通過上面的介紹，大家應該對 WebSocket 有了一定認識，其實並不神祕，這裡對文章內容簡單總結一下。當建立 WebSocket 例項的時候，會發一個 HTTP 請求，請求報文中有個特殊的欄位 Upgrade，然後這個連線會由 HTTP 協議轉換為 WebSocket 協議，這樣客戶端和服務端建立了全雙工通訊，通過 WebSocket 的 send 方法和 onmessage 事件就可以通過這條通訊連線交換資訊。

以上就是如何用JS WebSocket實現簡單聊天的詳細內容，更多關於WebSocket的資料請關注我們其它相關文章！