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WebSocket 初体验：构建实时通信应用

news 2025/11/5 20:31:49

WebSocket是一种在客户端和服务器之间建立持久连接的协议，它允许双方进行双向通信，从而实现低延迟的数据交换。WebSocket非常适合需要实时交互的应用场景，比如聊天应用、在线游戏、实时数据分析等。

WebSocket简介

什么是WebSocket？

WebSocket是一种网络通信协议，它提供了一个全双工的通信通道，允许客户端和服务器端通过TCP连接直接进行数据交换。与HTTP协议不同的是，WebSocket在连接建立之后可以持续不断地发送和接收数据，而不是每次请求都需要重新建立连接。

WebSocket的优势

低延迟：由于WebSocket建立了一条持久的连接，所以数据传输速度更快。
双向通信：客户端和服务器都可以主动发送数据。
减少服务器负担：不需要频繁地建立和关闭连接，减少了资源消耗。
更好的用户体验：实时数据更新提高了用户体验。

WebSocket的应用场景

实时聊天：即时消息传递。
在线游戏：玩家间的实时互动。
股票行情：实时推送股票价格变动。
协作编辑：多人同时编辑文档。
物联网(IoT)：设备之间的实时通信。

实现WebSocket通信

1. 客户端

JavaScript API

在客户端，可以通过简单的JavaScript API来创建WebSocket连接。

示例代码

javascript

深色版本

1// 创建WebSocket连接
2const socket = new WebSocket('ws://example.com/ws');
3
4// 连接打开时触发
5socket.addEventListener('open', function (event) {
6  console.log('Connection opened');
7});
8
9// 接收消息时触发
10socket.addEventListener('message', function (event) {
11  console.log('Message received:', event.data);
12});
13
14// 连接关闭时触发
15socket.addEventListener('close', function (event) {
16  console.log('Connection closed');
17});
18
19// 发送消息
20socket.send('Hello from client!');

2. 服务器端

Node.js + WebSocket库

在Node.js环境中，可以使用ws库来轻松创建WebSocket服务器。

安装`ws`库

bash

深色版本

1npm install ws

示例代码

javascript

深色版本

1const WebSocket = require('ws');
2
3// 创建WebSocket服务器
4const server = new WebSocket.Server({ port: 8080 });
5
6server.on('connection', function connection(ws) {
7  console.log('Client connected');
8
9  // 当收到客户端的消息时
10  ws.on('message', function incoming(message) {
11    console.log('received: %s', message);
12
13    // 向客户端发送消息
14    ws.send(`Echo: ${message}`);
15  });
16
17  // 当连接关闭时
18  ws.on('close', function close() {
19    console.log('Client disconnected');
20  });
21});

实战案例：简单聊天应用

我们将构建一个简单的聊天应用，演示如何使用WebSocket实现实时通信。

1. 准备工作

安装Node.js和npm。
创建一个新的项目文件夹。
初始化项目并安装依赖。
bash
深色版本
```
1npm init -y
2npm install express ws
```

2. 创建服务器端

创建一个名为server.js的文件，用于设置WebSocket服务器。

javascript

深色版本

1const express = require('express');
2const WebSocket = require('ws');
3
4const app = express();
5const server = require('http').createServer(app);
6const wss = new WebSocket.Server({ server });
7
8wss.on('connection', function connection(ws) {
9  console.log('Client connected');
10
11  ws.on('message', function incoming(message) {
12    console.log('received: %s', message);
13    wss.clients.forEach(function each(client) {
14      if (client !== ws && client.readyState === WebSocket.OPEN) {
15        client.send(message);
16      }
17    });
18  });
19
20  ws.on('close', function close() {
21    console.log('Client disconnected');
22  });
23});
24
25app.use(express.static('public'));
26
27server.listen(3000, function listening() {
28  console.log('Listening on %d', server.address().port);
29});

3. 创建客户端

在项目的public文件夹中创建一个名为index.html的文件，用于展示聊天界面。

html

深色版本

1<!DOCTYPE html>
2<html lang="en">
3<head>
4  <meta charset="UTF-8">
5  <title>WebSocket Chat</title>
6  <style>
7    body { font-family: Arial, sans-serif; }
8    #chat { height: 300px; overflow-y: scroll; border: 1px solid #ccc; padding: 10px; }
9    input[type=text], button { margin-top: 10px; }
10  </style>
11</head>
12<body>
13  <div id="chat"></div>
14  <input type="text" id="input" placeholder="Type a message...">
15  <button onclick="sendMessage()">Send</button>
16
17  <script>
18    const chatBox = document.getElementById('chat');
19    const inputField = document.getElementById('input');
20
21    // 创建WebSocket连接
22    const socket = new WebSocket('ws://localhost:3000/ws');
23
24    // 连接打开时触发
25    socket.addEventListener('open', function (event) {
26      console.log('Connection opened');
27    });
28
29    // 接收消息时触发
30    socket.addEventListener('message', function (event) {
31      const message = event.data;
32      const messageElement = document.createElement('p');
33      messageElement.textContent = message;
34      chatBox.appendChild(messageElement);
35      chatBox.scrollTop = chatBox.scrollHeight;
36    });
37
38    // 发送消息
39    function sendMessage() {
40      const message = inputField.value;
41      if (message.trim()) {
42        socket.send(message);
43        inputField.value = '';
44      }
45    }
46
47    // 连接关闭时触发
48    socket.addEventListener('close', function (event) {
49      console.log('Connection closed');
50    });
51  </script>
52</body>
53</html>

4. 运行应用

在终端中运行node server.js启动服务器。
打开浏览器，访问http://localhost:3000。

现在，你可以在不同的浏览器窗口或标签页中打开聊天应用，并尝试发送消息，观察消息是否能够在客户端之间实时传输。

总结

通过以上步骤，你已经学会了如何使用WebSocket构建一个简单的聊天应用。WebSocket提供了强大的实时通信能力，使得开发者可以轻松地构建各种实时应用。随着对WebSocket的深入了解，你可以尝试更复杂的应用场景和技术挑战。

WebSocket简介

什么是WebSocket？

WebSocket的优势

WebSocket的应用场景

实现WebSocket通信

1. 客户端

JavaScript API

示例代码

2. 服务器端

Node.js + WebSocket库

安装ws库

示例代码

实战案例：简单聊天应用

1. 准备工作

2. 创建服务器端

3. 创建客户端

4. 运行应用

总结

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安装`ws`库