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WebSocket

1，WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议，最初由W3C开发，并于2011年成为标准。浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

2，为了实现推送技术：

• Ajax 轮询：在特定的的时间间隔，由浏览器向服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回数据给浏览器；
• WebSocket 协议：服务器主动推送；

主动推送

3，WebSocket 的消息格式：WebSocket 的消息格式可以是文本或二进制数据，与 HTTP 请求和响应的消息格式有所不同。并且 WebSocket 消息的传输是在一个已经建立的连接上进行的，因此不需要再进行 HTTP 请求和响应的握手操作。WebSocket 消息格式由两个部分组成：消息头和消息体。消息头包含以下信息：

• FIN： 表示这是一条完整的消息，一般情况下都是1。
• RSV1、RSV2、RSV3： 暂时没有使用，一般都是0。
• Opcode： 表示消息的类型，包括文本消息、二进制消息等。
• Mask： 表示消息是否加密。
• Payload length： 表示消息体的长度。
• Masking key： 仅在消息需要加密时出现，用于对消息进行解密。
• 消息体就是实际传输的数据，可以是文本或二进制数据。

4，WebSocket 属性：

• Socket.readyState 0 ：表示连接未建立；
• Socket.readyState 1 ： 表示连接已建立，可以进行数据传输；
• Socket.readyState 2 ： 表示连接正在关闭；
• Socket.readyState 3 ：表示连接已经关闭或连接不能打开；
• Socket.bufferedAmount：已被 send() 放入正在队列中等待传输，但是还没有发出的 UTF-8 文本字节数。

5，WebSocket的生命周期：

• 建立阶段（Connection Establishment）：客户端发送一个 WebSocket 握手请求，服务器响应一个握手响应，然后连接建立。
• 开放阶段（Connection Open）：WebSocket 连接已经建立并开放，客户端和服务器可以在连接上互相发送数据。
• 关闭阶段（Connection Closing）： WebSocket 连接即将被关闭，它可以被客户端或服务器发起。
• 关闭完成阶段（Connection Closed）： WebSocket 连接已经完全关闭，客户端和服务器之间的任何交互都将无效。

6，WebSocket 事件：

• open：连接建立时触发；
• message：接收数据时触发；
• error：错误时触发；
• close：连接关闭时触发；

7，WebSocket方法：

• Socket.send()：使用连接发送数据；
• Socket.close()：关闭连接；

8，Websocket 使用 ws 或 wss 的统一资源标志符，其中 wss 表示在 TLS 之上的 Websocket，例如：

ws://example.com/wsapi

wss://example.com/secure

9，Websocket端口： 相同的HTTP TCP 端口80。默认情况下，Websocket 协议使用 80 端口，当运行在 TLS 之上时，默认使用 443 端口。

10，Websocket实例：大部分浏览器支持 WebSocket() 接口，如Chrome、Mozilla、Opera 、Safari、Edge。

11，请求格式：

12，服务器回应：

13，附TCP的socket原理图：

详解Netty搭建WebSocket服务：从入门到实战

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，允许客户端和服务器之间进行实时、双向的数据传输。Netty作为高性能的异步事件驱动网络应用框架，提供了对WebSocket的支持。本文将详细介绍如何使用Netty搭建一个功能完善的WebSocket服务，并解析关键步骤和技术细节。

首先确保项目中引入了Netty库以及WebSocket相关的依赖：

1. 定义处理器（ChannelHandler）

创建一个继承自ChannelInboundHandlerAdapter的类，重写其中的方法以处理WebSocket连接请求、消息接收及发送等事件。例如：

1. 配置服务器端Bootstrap

使用ServerBootstrap初始化服务器，设置线程模型并添加处理器到管道中：

在这里，我们为每个新连接添加了多个处理器，包括HTTP编解码器、响应编码器、请求解码器以及WebSocket协议处理器和我们的自定义WebSocket处理器。

1. 处理WebSocket消息

在自定义的WebSocket处理器中，实现消息接收和发送逻辑。WebSocketFrame类型的消息需要根据其实际类型（文本或二进制）进行处理：

客户端可以通过WebSocket API连接到Netty服务器，然后发送和接收数据。

JavaScript示例：

上述代码展示了如何在浏览器环境中使用原生WebSocket API与Netty WebSocket服务进行交互，包括了建立连接、发送消息、接收消息以及处理连接状态变化等基本操作。

• 心跳检测

Netty可以配置IdleStateHandler来实现心跳机制，确保长连接的有效性。当达到预设的空闲时间后，服务器可以向客户端发送Ping帧，客户端回应Pong帧以证明连接依然活跃。

• 多路复用

Netty支持在一个TCP连接上同时处理多个WebSocket会话，这对于降低服务器资源消耗、提高并发性能具有重要意义。

• 自定义协议扩展

在WebSocket协议的基础上，可以进一步定制自己的应用层协议，通过在WebSocket Frame中添加额外的数据字段或者构建更复杂的帧结构。

• 流量控制与拥塞控制

可以利用Netty提供的工具和API对入站和出站流量进行管理和控制，例如限制最大帧大小、设置缓冲区大小等。

总结起来，通过Netty框架搭建WebSocket服务不仅可以简化开发流程，而且能充分利用其高性能异步处理能力，为构建实时通信、消息推送等功能提供坚实的基础支撑。通过上述步骤，开发者可以快速实现稳定、高效的WebSocket服务，并根据业务需求对其进行深度定制和优化。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com