WEB實(shí)時(shí)推送有哪些實(shí)現(xiàn)方案？

隨著 Web 的發(fā)展，用戶對于 Web 的實(shí)時(shí)推送要求也越來越高 ，比如，工業(yè)運(yùn)行監(jiān)控、Web 在線通訊、即時(shí)報(bào)價(jià)系統(tǒng)、在線游戲等，都需要將后臺發(fā)生的變化主動(dòng)地、實(shí)時(shí)地傳送到瀏覽器端，而不需要用戶手動(dòng)地刷新頁面。本文對過去和現(xiàn)在流行的 Web 實(shí)時(shí)推送技術(shù)進(jìn)行了比較與總結(jié)。

本文完整的源代碼請猛戳Github博客，紙上得來終覺淺，建議大家動(dòng)手敲敲代碼。

一、雙向通信

HTTP 協(xié)議有一個(gè)缺陷：通信只能由客戶端發(fā)起。舉例來說，我們想了解今天的天氣，只能是客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器返回查詢結(jié)果。HTTP 協(xié)議做不到服務(wù)器主動(dòng)向客戶端推送信息。這種單向請求的特點(diǎn)，注定了如果服務(wù)器有連續(xù)的狀態(tài)變化，客戶端要獲知就非常麻煩。在WebSocket協(xié)議之前，有三種實(shí)現(xiàn)雙向通信的方式：輪詢（polling）、長輪詢（long-polling）和iframe流（streaming）。

1.輪詢（polling）

輪詢是客戶端和服務(wù)器之間會一直進(jìn)行連接，每隔一段時(shí)間就詢問一次。其缺點(diǎn)也很明顯：連接數(shù)會很多，一個(gè)接受，一個(gè)發(fā)送。而且每次發(fā)送請求都會有Http的Header，會很耗流量，也會消耗CPU的利用率。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，無需做過多的更改缺點(diǎn)：輪詢的間隔過長，會導(dǎo)致用戶不能及時(shí)接收到更新的數(shù)據(jù)；輪詢的間隔過短，會導(dǎo)致查詢請求過多，增加服務(wù)器端的負(fù)擔(dān)

啟動(dòng)本地服務(wù)，打開,得到如下結(jié)果：

2.長輪詢（long-polling）

長輪詢是對輪詢的改進(jìn)版，客戶端發(fā)送HTTP給服務(wù)器之后，看有沒有新消息，如果沒有新消息，就一直等待。當(dāng)有新消息的時(shí)候，才會返回給客戶端。在某種程度上減小了網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU利用率等問題。由于http數(shù)據(jù)包的頭部數(shù)據(jù)量往往很大（通常有400多個(gè)字節(jié)），但是真正被服務(wù)器需要的數(shù)據(jù)卻很少（有時(shí)只有10個(gè)字節(jié)左右），這樣的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上周期性的傳輸，難免對網(wǎng)絡(luò)帶寬是一種浪費(fèi)。

優(yōu)點(diǎn)：比 Polling 做了優(yōu)化，有較好的時(shí)效性缺點(diǎn)：保持連接會消耗資源; 服務(wù)器沒有返回有效數(shù)據(jù)，程序超時(shí)。3.iframe流（streaming）

iframe流方式是在頁面中插入一個(gè)隱藏的iframe，利用其src屬性在服務(wù)器和客戶端之間創(chuàng)建一條長連接，服務(wù)器向iframe傳輸數(shù)據(jù)（通常是HTML，內(nèi)有負(fù)責(zé)插入信息的javascript），來實(shí)時(shí)更新頁面。

優(yōu)點(diǎn)：消息能夠?qū)崟r(shí)到達(dá)；瀏覽器兼容好缺點(diǎn)：服務(wù)器維護(hù)一個(gè)長連接會增加開銷；IE、chrome、Firefox會顯示加載沒有完成，圖標(biāo)會不停旋轉(zhuǎn)。

啟動(dòng)本地服務(wù)，打開,得到如下結(jié)果：

上述代碼中，客戶端只請求一次，然而服務(wù)端卻是源源不斷向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣服務(wù)器維護(hù)一個(gè)長連接會增加開銷。

以上我們介紹了三種實(shí)時(shí)推送技術(shù)，然而各自的缺點(diǎn)很明顯，使用起來并不理想，接下來我們著重介紹另一種技術(shù)--websocket,它是比較理想的雙向通信技術(shù)。

二、WebSocket1.什么是websocket

WebSocket是一種全新的協(xié)議，隨著HTML5草案的不斷完善，越來越多的現(xiàn)代瀏覽器開始全面支持WebSocket技術(shù)了，它將TCP的Socket（套接字）應(yīng)用在了webpage上，從而使通信雙方建立起一個(gè)保持在活動(dòng)狀態(tài)連接通道。

一旦Web服務(wù)器與客戶端之間建立起WebSocket協(xié)議的通信連接，之后所有的通信都依靠這個(gè)專用協(xié)議進(jìn)行。通信過程中可互相發(fā)送JSON、XML、HTML或圖片等任意格式的數(shù)據(jù)。由于是建立在HTTP基礎(chǔ)上的協(xié)議，因此連接的發(fā)起方仍是客戶端，而一旦確立WebSocket通信連接，不論服務(wù)器還是客戶端，任意一方都可直接向?qū)Ψ桨l(fā)送報(bào)文。

初次接觸 WebSocket 的人，都會問同樣的問題：我們已經(jīng)有了 HTTP 協(xié)議，為什么還需要另一個(gè)協(xié)議？

2.HTTP的局限性HTTP是半雙工協(xié)議，也就是說，在同一時(shí)刻數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)，客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求(單向的)，然后服務(wù)器響應(yīng)請求(單向的)。服務(wù)器不能主動(dòng)推送數(shù)據(jù)給瀏覽器。這就會導(dǎo)致一些高級功能難以實(shí)現(xiàn)，諸如聊天室場景就沒法實(shí)現(xiàn)。3.WebSocket的特點(diǎn)支持雙向通信，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)可以發(fā)送文本，也可以發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)減少通信量：只要建立起WebSocket連接，就希望一直保持連接狀態(tài)。和HTTP相比，不但每次連接時(shí)的總開銷減少，而且由于WebSocket的首部信息很小，通信量也相應(yīng)減少了

相對于傳統(tǒng)的HTTP每次請求-應(yīng)答都需要客戶端與服務(wù)端建立連接的模式，WebSocket是類似Socket的TCP長連接的通訊模式，一旦WebSocket連接建立后，后續(xù)數(shù)據(jù)都以幀序列的形式傳輸。在客戶端斷開WebSocket連接或Server端斷掉連接前，不需要客戶端和服務(wù)端重新發(fā)起連接請求。在海量并發(fā)和客戶端與服務(wù)器交互負(fù)載流量大的情況下，極大的節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的消耗，有明顯的性能優(yōu)勢，且客戶端發(fā)送和接受消息是在同一個(gè)持久連接上發(fā)起，實(shí)時(shí)性優(yōu)勢明顯。

接下來我看下websocket如何實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端雙向通信：

啟動(dòng)本地服務(wù)，打開,得到如下結(jié)果：

三、Web 實(shí)時(shí)推送技術(shù)的比較

綜上所述：Websocket協(xié)議不僅解決了HTTP協(xié)議中服務(wù)端的被動(dòng)性，即通信只能由客戶端發(fā)起，也解決了數(shù)據(jù)同步有延遲的問題，同時(shí)還帶來了明顯的性能優(yōu)勢，所以websocket 是Web 實(shí)時(shí)推送技術(shù)的比較理想的方案，但如果要兼容低版本瀏覽器，可以考慮用輪詢來實(shí)現(xiàn)。