微信,QQ这类IMapp怎么做——谈谈WebsocketFMDN

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关于我和WebSocket的缘：我从大二在计算机网络课上听老师讲过之后，第一次使用就到了毕业之后的第一份工作。直到最近换了工作，到了一家是含有IM社交聊天功能的app的时候，我觉得我现在可以谈谈我对WebSocket/Socket的一些看法了。要想做IM聊天app，就不得不理解WebSocket和Socket的原理了，听我一一道来。

目录

1.WebSocket使用场景

2.WebSocket诞生由来

3.谈谈WebSocket协议原理

4.WebSocket和Socket的区别与联系

5.iOS平台有哪些WebSocket和Socket的开源框架

6.iOS平台如何实现WebSocket协议

一.WebSocket的使用场景

1.社交聊天

2.弹幕

说到这里，大家一定里面想到了A站和B站了。确实，他们的弹幕一直是一种特色。而且弹幕对于一个视频来说，很可能弹幕才是精华。发弹幕需要实时显示，也需要和聊天一样，需要即时。

3.多玩家游戏

4.协同编辑

现在很多开源项目都是分散在世界各地的开发者一起协同开发，此时就会用到版本控制系统，比如Git，SVN去合并冲突。但是如果有一份文档，支持多人实时在线协同编辑，那么此时就会用到比如WebSocket了，它可以保证各个编辑者都在编辑同一个文档，此时不需要用到Git，SVN这些版本控制，因为在协同编辑界面就会实时看到对方编辑了什么，谁在修改哪些段落和文字。

5.股票基金实时报价

6.体育实况更新

全世界的球迷，体育爱好者特别多，当然大家在关心自己喜欢的体育活动的时候，比赛实时的赛况是他们最最关心的事情。这类新闻中最好的体验就是利用Websocket达到实时的更新！

7.视频会议/聊天

8.基于位置的应用

越来越多的开发者借用移动设备的GPS功能来实现他们基于位置的网络应用。如果你一直记录用户的位置(比如运行应用来记录运动轨迹)，你可以收集到更加细致化的数据。

9.在线教育

在线教育近几年也发展迅速。优点很多，免去了场地的限制，能让名师的资源合理的分配给全国各地想要学习知识的同学手上，Websocket是个不错的选择，可以视频聊天、即时聊天以及其与别人合作一起在网上讨论问题…

10.智能家居

这也是我一毕业加入的一个伟大的物联网智能家居的公司。考虑到家里的智能设备的状态必须需要实时的展现在手机app客户端上，毫无疑问选择了

Websocket。

11.总结

从上面我列举的这些场景来看，一个共同点就是，高实时性！

二.WebSocket诞生由来

1.最开始的轮询Polling阶段

2.改进版的长轮询Longpolling阶段

3.WebSocket诞生

现在急需的需求是能支持客户端和服务器端的双向通信，而且协议的头部又没有HTTP的Header那么大，于是，Websocket就诞生了！

上图就是Websocket和Polling的区别，从图中可以看到Polling里面客户端发送了好多Request，而下图，只有一个Upgrade，非常简洁高效。至于消耗方面的比较就要看下图了

上图中，我们先看蓝色的柱状图，是Polling轮询消耗的流量，

UsecaseA:1,000clientspollingeverysecond:Networkthroughputis(871x1,000)=871,000bytes=6,968,000bitspersecond(6.6Mbps)

UsecaseB:10,000clientspollingeverysecond:Networkthroughputis(871x10,000)=8,710,000bytes=69,680,000bitspersecond(66Mbps)

UsecaseC:100,000clientspollingevery1second:Networkthroughputis(871x100,000)=87,100,000bytes=696,800,000bitspersecond(665Mbps)

而Websocket的Frame是justtwobytesofoverheadinsteadof871，仅仅用2个字节就代替了轮询的871字节！

UsecaseA:1,000clientsreceive1messagepersecond:Networkthroughputis(2x1,000)=2,000bytes=16,000bitspersecond(0.015Mbps)

UsecaseB:10,000clientsreceive1messagepersecond:Networkthroughputis(2x10,000)=20,000bytes=160,000bitspersecond(0.153Mbps)

UsecaseC:100,000clientsreceive1messagepersecond:Networkthroughputis(2x100,000)=200,000bytes=1,600,000bitspersecond(1.526Mbps)

相同的每秒客户端轮询的次数，当次数高达10W/s的高频率次数的时候，Polling轮询需要消耗665Mbps，而Websocket仅仅只花费了1.526Mbps，将近435倍！！

三.谈谈WebSocket协议原理

Websocket是应用层第七层上的一个应用层协议，它必须依赖HTTP协议进行一次握手，握手成功后，数据就直接从TCP通道传输，与HTTP无关了。

Websocket的数据传输是frame形式传输的，比如会将一条消息分为几个frame，按照先后顺序传输出去。这样做会有几个好处：

1大数据的传输可以分片传输，不用考虑到数据大小导致的长度标志位不足够的情况。

四.WebSocket和Socket的区别与联系

首先，

Socket其实并不是一个协议。它工作在OSI模型会话层（第5层），是为了方便大家直接使用更底层协议（一般是TCP或UDP）而存在的一个抽象层。Socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口(API)。

Socket通常也称作”套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。

Socket在通讯过程中，服务端监听某个端口是否有连接请求，客户端向服务端发送连接请求，服务端收到连接请求向客户端发出接收消息，这样一个连接就建立起来了。客户端和服务端也都可以相互发送消息与对方进行通讯，直到双方连接断开。

所以基于WebSocket和基于Socket都可以开发出IM社交聊天类的app

五.iOS平台有哪些WebSocket和Socket的开源框架

Socket开源框架有：CocoaAsyncSocket，socketio/socket.io-client-swift

WebSocket开源框架有:facebook/SocketRocket，tidwall/SwiftWebSocket

六.iOS平台如何实现WebSocket协议

Talkischeap。Showmethecode——LinusTorvalds

我们今天来看看facebook/SocketRocket的实现方法

首先这是SRWebSocket定义的一些成员变量

@property(nonatomic,weak)iddelegate;

/**

Adispatchqueueforschedulingthedelegatecalls.Thequeuedoesn'tneedbeaserialqueue.

If`nil`and`delegateOperationQueue`is`nil`,thesocketusesmainqueueforperformingalldelegatemethodcalls.

*/

@property(nonatomic,strong)dispatch_queue_tdelegateDispatchQueue;

Anoperationqueueforschedulingthedelegatecalls.

@property(nonatomic,strong)NSOperationQueue*delegateOperationQueue;

@property(nonatomic,readonly)SRReadyStatereadyState;

@property(nonatomic,readonly,retain)NSURL*url;

@property(nonatomic,readonly)CFHTTPMessageRefreceivedHTTPHeaders;

//Optionalarrayofcookies(NSHTTPCookieobjects)toapplytotheconnections

@property(nonatomic,copy)NSArray*requestCookies;

//Thisreturnsthenegotiatedprotocol.

//Itwillbeniluntilafterthehandshakecompletes.

@property(nonatomic,readonly,copy)NSString*protocol;

下面这些是SRWebSocket的一些方法

//ProtocolsshouldbeanarrayofstringsthatturnintoSec-WebSocket-Protocol.

-(instancetype)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)request;

-(instancetype)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)requestprotocols:(NSArray*)protocols;

-(instancetype)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)requestprotocols:(NSArray*)protocolsallowsUntrustedSSLCertificates:(BOOL)allowsUntrustedSSLCertificates;

//Somehelperconstructors.

-(instancetype)initWithURL:(NSURL*)url;

-(instancetype)initWithURL:(NSURL*)urlprotocols:(NSArray*)protocols;

-(instancetype)initWithURL:(NSURL*)urlprotocols:(NSArray*)protocolsallowsUntrustedSSLCertificates:(BOOL)allowsUntrustedSSLCertificates;

//Bydefault,itwillscheduleitselfon+[NSRunLoopSR_networkRunLoop]usingdefaultModes.

-(void)scheduleInRunLoop:(NSRunLoop*)aRunLoopforMode:(NSString*)mode;

-(void)unscheduleFromRunLoop:(NSRunLoop*)aRunLoopforMode:(NSString*)mode;

//SRWebSocketsareintendedforone-time-useonly.Openshouldbecalledonceandonlyonce.

-(void)open;

-(void)close;

-(void)closeWithCode:(NSInteger)codereason:(NSString*)reason;

///--------------------------------------

#pragmamarkSend

//下面是4个发送的方法

SendaUTF-8stringorbinarydatatotheserver.

@parammessageUTF-8StringorDatatosend.

@deprecatedPleaseuse`sendString:`or`sendData`instead.

-(void)send:(id)message__attribute__((deprecated("Pleaseuse`sendString:`or`sendData`instead.")));

-(void)sendString:(NSString*)string;

-(void)sendData:(NSData*)data;

-(void)sendPing:(NSData*)data;

@end

对应5种状态的代理方法

#pragmamark-SRWebSocketDelegate

@protocolSRWebSocketDelegate

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidReceiveMessage:(id)message;

@optional

-(void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket*)webSocket;

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidFailWithError:(NSError*)error;

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidCloseWithCode:(NSInteger)codereason:(NSString*)reasonwasClean:(BOOL)wasClean;

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidReceivePong:(NSData*)pongPayload;

//ReturnYEStoconvertmessagessentasTexttoanNSString.ReturnNOtoskipNSData->NSStringconversionforTextmessages.DefaultstoYES.

-(BOOL)webSocketShouldConvertTextFrameToString:(SRWebSocket*)webSocket;

didReceiveMessage方法是必须实现的，用来接收消息的。

下面4个did方法分别对应着Open，Fail，Close，ReceivePong不同状态的代理方法

方法就上面这些了，我们实际来看看代码怎么写

先是初始化Websocket连接，注意此处ws://或者wss://连接有且最多只能有一个，这个是Websocket协议规定的

self.ws=[[SRWebSocketalloc]initWithURLRequest:[NSURLRequestrequestWithURL:[NSURLURLWithString:[NSStringstringWithFormat:@"%@://%@:%zd/ws",serverProto,serverIP,serverPort]]]];

self.ws.delegate=delegate;

[self.wsopen];

发送消息

[self.wssend:message];

接收消息以及其他3个代理方法

//这个就是接受消息的代理方法了，这里接受服务器返回的数据，方法里面就应该写处理数据，存储数据的方法了。

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidReceiveMessage:(id)message

{

NSDictionary*data=[NetworkUtilsdecodeData:message];

if(!data)

return;

}

-(void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket*)webSocket

//Open=silentping

[self.wsreceivedPing];

//这是关闭Websocket的代理方法

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidCloseWithCode:(NSInteger)codereason:(NSString*)reasonwasClean:(BOOL)wasClean

[selffailedConnection:NSLS(Disconnected)];

//这里是连接Websocket失败的方法，这里面一般都会写重连的方法

-(void)webSocket:(SRWebSocket*)webSocketdidFailWithError:(NSError*)error

THE END

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