WebSocket实时双向通信：从基础到实战

一、WebSocket 基础概念

1. 什么是 WebSocket？

• 双向通信协议：与 HTTP 的单向请求不同，WebSocket 支持服务端和客户端实时双向通信。

• 低延迟：适用于聊天室、实时数据推送、在线游戏等场景。

• 协议标识：ws://（非加密）或 wss://（加密）。

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二、环境准备

1. 开发环境

• .NET 版本：.NET Framework 4.5+ 或 .NET Core 3.1+

• IDE：Visual Studio 2019+ 或 VS Code

• 命名空间：System.Net.WebSockets

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三、服务端实现（ASP.NET Core）

1. 创建 WebSocket 服务端

using System.Net.WebSockets;
using System.Text;public class WebSocketHandler
{public async Task HandleWebSocket(HttpContext context){// 1. 接受 WebSocket 连接请求WebSocket webSocket = await context.WebSockets.AcceptWebSocketAsync();// 2. 接收客户端消息var buffer = new byte[1024];WebSocketReceiveResult result = await webSocket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None);while (!result.CloseStatus.HasValue){// 3. 解析消息内容string message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, result.Count);Console.WriteLine($"收到消息: {message}");// 4. 回复客户端（示例：原样返回消息）await webSocket.SendAsync(new ArraySegment<byte>(buffer, 0, result.Count),result.MessageType,result.EndOfMessage,CancellationToken.None);// 继续接收下一条消息result = await webSocket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None);}// 5. 关闭连接await webSocket.CloseAsync(result.CloseStatus.Value, result.CloseStatusDescription, CancellationToken.None);}
}

2. 配置 ASP.NET Core 中间件

// Program.cs
app.UseWebSockets(); // 启用 WebSocket 中间件app.Map("/ws", async context =>
{if (context.WebSockets.IsWebSocketRequest){var handler = new WebSocketHandler();await handler.HandleWebSocket(context);}else{context.Response.StatusCode = 400;await context.Response.WriteAsync("请使用 WebSocket 协议访问");}
});

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四、客户端实现（控制台应用）

1. 客户端连接代码

using System.Net.WebSockets;
using System.Text;public class WebSocketClient
{public async Task ConnectAsync(string url){ClientWebSocket webSocket = new ClientWebSocket();// 1. 连接到服务端await webSocket.ConnectAsync(new Uri(url), CancellationToken.None);Console.WriteLine("已连接到服务端");// 2. 发送消息string message = "Hello, WebSocket!";byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(message);await webSocket.SendAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);// 3. 接收服务端响应buffer = new byte[1024];WebSocketReceiveResult result = await webSocket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None);string response = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, result.Count);Console.WriteLine($"收到回复: {response}");// 4. 关闭连接await webSocket.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, "关闭连接", CancellationToken.None);}
}

2. 调用客户端

// Main 方法
static async Task Main(string[] args)
{WebSocketClient client = new WebSocketClient();await client.ConnectAsync("ws://localhost:5000/ws");
}

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五、运行测试步骤

1. 启动服务端

   dotnet run

2. 运行客户端
   客户端控制台输出：

   已连接到服务端
   收到回复: Hello, WebSocket!

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六、核心 API 说明

方法/属性	说明
AcceptWebSocketAsync()	服务端接受 WebSocket 连接请求
SendAsync()	发送消息（支持文本和二进制数据）
ReceiveAsync()	异步接收消息
CloseAsync()	正常关闭连接
WebSocketMessageType.Text	指定消息类型为文本

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七、注意事项

1. 跨域问题
   在 ASP.NET Core 中配置 CORS：

   services.AddCors(options => options.AddPolicy("AllowAll", builder => builder.AllowAnyOrigin().AllowAnyMethod().AllowAnyHeader()));

2. 心跳检测
   添加心跳机制防止连接超时：

   webSocket.Options.KeepAliveInterval = TimeSpan.FromSeconds(30);

3. 异常处理
   使用 try-catch 捕获 WebSocketException：

   try {// WebSocket 操作代码
   } catch (WebSocketException ex) {Console.WriteLine($"连接异常: {ex.Message}");
   }

4. 性能优化

   • 使用 ArrayPool<byte> 重用缓冲区

   • 多线程处理高并发连接