使用 HTML5 WebSocket 构建实时 Web 应用
作为下一代的 Web 标准,HTML5 拥有许多引人注目的新特性,如 Canvas、本地存储、多媒体编程接口、WebSocket 等等。这其中有“Web 的 TCP ”之称的 WebSocket 格外吸引开发人员的注意。WebSocket 的出现使得浏览器提供对 Socket 的支持成为可能,从而在浏览器和服务器之间提供了一个基于 TCP 连接的双向通道。Web 开发人员可以非常方便地使用 WebSocket 构建实时 web 应用,开发人员的手中从此又多了一柄神兵利器。本文首先介绍 HTML5 WebSocket 的基本概念以及这个规范试图解决的问题,然后介绍 WebSocket 的基本原理和编程接口。接下来会通过一个简单案例来示范怎样实现一个 WebSocket 应用,并且展示 WebSocket 如何在功能强大和编程简单易用上达到的完美统一。最后介绍了目前主流浏览器对 WebSocket 支持的状况、局限性以及未来的展望。
通过这张图可以清楚的看出,在流量和负载增大的情况下,WebSocket 方案相比传统的 Ajax 轮询方案有极大的性能优势。这也是为什么我们认为 WebSocket 是未来实时 Web 应用的首选方案的原因。
下面是一段简单的 JavaScript 代码展示了怎样建立 WebSocket 连接和获取数据:
清单 3. 建立 WebSocket 连接的实例 JavaScript 代码
客户端可以依据这个信息填写聊天服务器的连接地址,当有客户端连接到聊天服务器上时,服务器会打印出客户端和服务器的握手信息,每个客户的聊天信息也会显示在服务器的界面上,运行中的聊天服务器的界面如下:
图 4. 有客户端连接到 WebSocket 服务器的
以上我们简单描述了实现一个 WebSocket 服务器的最基本的要素,下一节我们会描述客户端的实现。
当页面初次加载的时候,首先会检测当前的浏览器是否支持 WebSocket 并给出相应的提示信息。用户按下连接按钮时,页面会初始化一个到聊天服务器的 WebSocekt 连接,初始化成功以后,页面会加载对应的 WebSocket 事件处理函数,客户端 JavaScript 代码如下所示:
清单 6. 初始化客户端 WebSocket 对象的代码
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当用户按下发送按钮,客户端会调用WebSocket对象向服务器发送信息,并且这个消息会广播给所有的用户,实现代码如下所示:
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如果有多个用户登录到聊天服务器,客户端页面的运行效果如下所示:
图 6. 聊天客户端运行页面
至此我们已经完成了一个完整的 WebSocket 客户端实现,用户可以体验一下这个聊天室的简单和快捷,完全不用考虑页面的刷新和繁琐的 Ajax 调用,享受桌面程序的用户体验。WebSocket 的强大和易用可见一斑,您完全可以在这个基础上加入更多的功能,设计更加漂亮的用户界面,切身体验 WebSocket 的震撼力。完整的客户端代码请参阅附件提供的源代码。
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WebSocket 的局限性
WebSocket 的优点已经列举得很多了,但是作为一个正在演变中的 Web 规范,我们也要看到目前用 Websocket 构建应用程序的一些风险。首先,WebSocket 规范目前还处于草案阶段,也就是它的规范和 API 还是有变动的可能,另外的一个风险就是微软的 IE 作为占市场份额最大的浏览器,和其他的主流浏览器相比,对 HTML5 的支持是比较差的,这是我们在构建企业级的 Web 应用的时候必须要考虑的一个问题。
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总结
本文介绍了 HTML5 WebSocket 的横空出世以及它尝试解决的的问题,然后介绍了 WebSocket 规范和 WebSocket 接口,以及和传统的实时技术相比在性能上的优势,并且演示了怎样使用 WebSocket 构建一个实时的 Web 应用,最后我们介绍了当前的主流浏览器对 HTML5 的支持情况和 WebSocket 的局限性。不过,我们应该看到,尽管 HTML5 WebSocket 目前还有一些局限性,但是已经是大势所趋,微软也明确表达了未来对 HTML5 的支持,而且这些支持我们可以在 Windows 8 和 IE10 里看到,我们也在各种移动设备,平板电脑上看到了 HTML5 和 WebSocket 的身影。WebSocket 将会成为未来开发实时 Web 应用的生力军应该是毫无悬念的了,作为 Web 开发人员,关注 HTML5,关注 WebSocket 也应该提上日程了,否则我们在新一轮的软件革新的浪潮中只能做壁上观了。