相比于 HTTP 协议，WebSocket协议的必要性体现在哪里？

本文主要是介绍相比于 HTTP 协议，WebSocket协议的必要性体现在哪里？，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

HTTP 协议的一个缺点

        从 HTTP 协议的角度来看，就是点一下网页上的某个按钮，前端发一次 HTTP请 求，网站返回一次 HTTP 响应。这种由客户端主动请求，服务器响应的方式也满足大部分网页的功能场景。但是有没有发现，在HTTP下，服务器从来就「不会主动」给客户端发一次消息。

• 我们知道 TCP 连接的两端，同一时间里，双方都可以主动向对方发送数据。这就是所谓的全双工。

• 而现在使用最广泛的HTTP/1.1，也是基于TCP协议的，同一时间里，客户端和服务器只能有一方主动发数据，这就是所谓的半双工。

        也就是说，好好的全双工 TCP，被 HTTP/1.1 用成了半双工。这是由于 HTTP 协议设计之初，考虑的是看看网页文本的场景，能做到客户端发起请求再由服务器响应，就够了，根本就没考虑网页游戏这种，客户端和服务器之间都要互相主动发大量数据的场景。

那如果就是要让服务器来主动点咋整呢？主要有三大解决方式

• HTTP 不断轮询

• HTTP长轮询

• WebSocket

HTTP 不断轮询

        最常见的解决方案是，网页的前端代码里不断定时发 HTTP 请求到服务器，服务器收到请求后给客户端响应消息。这其实只是一种「伪」服务器推的形式。它其实并不是服务器主动发消息到客户端，而是客户端自己不断偷偷请求服务器，只是用户无感知而已。

用这种方式的场景也有很多，最常见的就是扫码登录。登录页面二维码出现之后，前端网页根本不知道用户扫没扫，于是不断去向后端服务器询问，看有没有人扫过这个码。而且是以大概 1 到 2 秒的间隔去不断发出请求，这样可以保证用户在扫码后能在 1 到 2 秒内得到及时的反馈，不至于等太久。

但这样，会有两个比较明显的问题：

• 当你打开 F12 页面时，你会发现满屏的 HTTP 请求。虽然很小，但这其实也消耗带宽，同时也会增加下游服务器的负担。

• 最坏情况下，用户在扫码后，需要等个 1~2 秒，正好才触发下一次 HTTP 请求，然后才跳转页面，用户会感到明显的卡顿。

长轮询

HTTP 请求发出后，一般会给服务器留一定的时间做响应，比如 3 秒，规定时间内没返回，就认为是超时。

如果我们的 HTTP 请求将超时设置的很大，比如 30 秒，在这 30 秒内只要服务器收到了扫码请求，就立马返回给客户端网页。如果超时，那就立马发起下一次请求。

这样就减少了 HTTP 请求的个数，并且由于大部分情况下，用户都会在某个 30 秒的区间内做扫码操作，所以响应也是及时的。

比如，某度云网盘就是这么干的。所以你会发现一扫码，手机点确认，电脑端网页就秒跳转，体验很好。

像这种发起一个请求，在较长时间内等待服务器响应的机制，就是所谓的长训轮机制。我们常用的消息队列 RocketMQ 中，消费者去取数据时，也用到了这种方式。

        像这种，在用户不感知的情况下，服务器将数据推送给浏览器的技术，就是所谓的服务器推送技术，对于像扫码登录这样的简单场景还能用用。但如果是网页游戏呢，游戏一般会有大量的数据需要从服务器主动推送到客户端。这就得说下 WebSocket 了。

WebSocket

为了更好的支持客户端和服务器之间都要互相主动发大量数据的场景，我们需要另外一个基于TCP的新协议。于是新的 应用层 协议WebSocket就被设计出来了。

怎么建立WebSocket连接

我们平时刷网页，一般都是在浏览器上刷的，一会刷刷图文，这时候用的是 HTTP 协议，一会打开网页游戏，这时候就得切换成我们新介绍的 WebSocket 协议。

为了兼容这些使用场景。浏览器在 TCP 三次握手建立连接之后，都统一使用 HTTP 协议先进行一次通信。

• 如果此时是普通的 HTTP 请求，那后续双方就还是老样子继续用普通 HTTP 协议进行交互，这点没啥疑问。

• 如果这时候是想建立 WebSocket 连接，就会在 HTTP 请求里带上一些特殊的header 头，如下：

Connection: Upgrade
Upgrade: WebSocket
Sec-WebSocket-Key: T2a6wZlAwhgQNqruZ2YUyg==\r\n

这些 header 头的意思是，浏览器想升级协议，并且想升级成 WebSocket 协议。同时带上一段随机生成的 base64 码，发给服务器。

如果服务器正好支持升级成 WebSocket 协议。就会走 WebSocket 握手流程，同时根据客户端生成的 base64 码，用某个公开的算法变成另一段字符串，放在 HTTP 响应的 Sec-WebSocket-Accept 头里，同时带上101状态码，发回给浏览器。HTTP 的响应如下：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
Sec-WebSocket-Accept: iBJKv/ALIW2DobfoA4dmr3JHBCY=\r\n
Upgrade: WebSocket\r\n
Connection: Upgrade\r\n

HTTP 状态码=200（正常响应）的情况，大家见得多了。101 确实不常见，它其实是指协议切换。

之后，浏览器也用同样的公开算法将base64码转成另一段字符串，如果这段字符串跟服务器传回来的字符串一致，那验证通过。

就这样经历了一来一回两次 HTTP 握手，WebSocket就建立完成了，后续双方就可以使用 webscoket 的数据格式进行通信了。

WebSocket的使用场景

WebSocket完美继承了 TCP 协议的全双工能力，并且还贴心的提供了解决粘包的方案（采用TCP消息头规定消息体长度的方式）。

它适用于需要服务器和客户端（浏览器）频繁交互的大部分场景，比如网页/小程序游戏，网页聊天室，以及一些类似飞书这样的网页协同办公软件。

这篇关于相比于 HTTP 协议，WebSocket协议的必要性体现在哪里？的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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