轮询、长轮询(comet)、长连接(SSE)、WebSocket

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听风。-Server-轮询、长轮询、长连接、websocket

Web端即时通讯技术

Web端即时通讯技术:即时通讯技术简单的说就是实现这样一种功能:服务器端可以即时地将数据的更新或变化反应到客户端,例如消息即时推送等功能都是通过这种技术实现的。但是在Web中,由于浏览器的限制,实现即时通讯需要借助一些方法。这种限制出现的主要原因是,一般的Web通信都是浏览器先发送请求到服务器,服务器再进行响应完成数据的现实更新。

实现Web端即时通讯的方法:实现即时通讯主要有四种方式,它们分别是轮询、长轮询(comet)、长连接(SSE)、WebSocket。

从兼容性角度考虑,短轮询>长轮询>长连接SSE>WebSocket;

从性能方面考虑,WebSocket>长连接SSE>长轮询>短轮询。

它们大体可以分为两类,一种是在HTTP基础上实现的,包括短轮询、comet和SSE;另一种是建立在 TCP 协议基础上实现的,即WebSocket。

下面分别介绍一下这四种轮询方式,以及它们各自的优缺点。

轮询

短轮询的基本思路就是浏览器每隔一段时间向浏览器发送http请求,服务器端在收到请求后,不论是否有数据更新,都直接进行响应。这种方式实现的即时通信,本质上还是浏览器发送请求,服务器接受请求的一个过程,通过让客户端不断的进行请求,使得客户端能够模拟实时地收到服务器端的数据的变化。

这种方式的优点是比较简单,易于理解,实现起来也没有什么技术难点。缺点是显而易见的,这种方式由于需要不断的建立http连接,严重浪费了服务器端和客户端的资源。尤其是在客户端,距离来说,如果有数量级相对比较大的人同时位于基于短轮询的应用中,那么每一个用户的客户端都会疯狂的向服务器端发送http请求,而且不会间断。人数越多,服务器端压力越大,这是很不合理的。

因此短轮询不适用于那些同时在线用户数量比较大,并且很注重性能的Web应用。

长轮询(comet)

长轮询通过客户端和服务端的配合,达到主动权在客户端,同时也能保证数据的实时性;长轮询本质上也是轮询,只不过对普通的轮询做了优化处理,服务端在没有数据的时候并不是马上返回数据,会hold住请求,等待服务端有数据,或者一直没有数据超时处理,然后一直循环下去。

长轮询和短轮询比起来,明显减少了很多不必要的http请求次数,相比之下节约了资源。长轮询的缺点在于,连接挂起也会导致资源的浪费。

轮询与长轮询都是基于HTTP的,两者本身存在着缺陷:轮询需要更快的处理速度;长轮询则更要求处理并发的能力;两者都是“被动型服务器”的体现:服务器不会主动推送信息,而是在客户端发送请求后进行返回的响应。而理想的模型是"在服务器端数据有了变化后,可以主动推送给客户端",这种"主动型"服务器是解决这类问题的很好的方案。Web Sockets就是这样的方案。

长连接(SSE)

严格地说,HTTP 协议无法做到服务器主动推送信息。但是,有一种变通方法,就是服务器向客户端声明,接下来要发送的是流信息(streaming)。也就是说,发送的不是一次性的数据包,而是一个数据流,会连续不断地发送过来。这时,客户端不会关闭连接,会一直等着服务器发过来的新的数据流,视频播放就是这样的例子。本质上,这种通信就是以流信息的方式,完成一次用时很长的下载。SSE 就是利用这种机制,使用流信息向浏览器推送信息。它基于 HTTP 协议,目前除了 IE/Edge,其他浏览器都支持。

在传统的Htttp请求时(http/1.0版本),客户端发出请求,服务端回复后http连接关闭。然后Tcp连接关闭。然后在下一次Http请求时又要建立新的Tcp连接。这无形中造成了资源的浪费。为了解决这一问题,Http/1.1想出了持久化连接。只要任意一端没有明确的提出 断开连接,则保持TCP连接状态。通过首部字段Connection:Keep-Alive实现。Http/1.1默认为长连接。

SSE的优势很明显,它不需要建立或保持大量的客户端发往服务器端的请求,节约了很多资源,提升应用性能。并且后面会介绍道,SSE的实现非常简单,并且不需要依赖其他插件。

  • SSE 使用 HTTP 协议,现有的服务器软件都支持。WebSocket 是一个独立协议。
  • SSE 属于轻量级,使用简单;WebSocket 协议相对复杂。
  • SSE 默认支持断线重连,WebSocket 需要自己实现。
  • SSE 一般只用来传送文本,二进制数据需要编码后传送,WebSocket 默认支持传送二进制数据。
  • SSE 支持自定义发送的消息类型。

WebSocket

WebSocket 是一种网络通信协议, 它的最大特点就是,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。

SSE 与 WebSocket 作用相似,都是建立浏览器与服务器之间的通信渠道,然后服务器向浏览器推送信息。总体来说,WebSocket 更强大和灵活。因为它是全双工通道,可以双向通信;SSE 是单向通道,只能服务器向浏览器发送,因为流信息本质上就是下载。如果浏览器向服务器发送信息,就变成了另一次 HTTP 请求。

  • 建立在 TCP 协议之上,服务器端的实现比较容易。
  • 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。
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