WebSocket：实现实时双向通信的技术

WebSocket是一种网络通信协议，它在单个TCP连接上提供全双工通信。WebSocket协议在2011年被IETF（互联网工程任务组）标准化为RFC 6455，并由W3C（万维网联盟）制定了WebSocket API标准，使得客户端（通常为浏览器）和服务器之间能够建立持久连接，并进行字节流式的双向通信。使用WebSocket可以使得服务器主动向客户端推送数据，客户端也可以随时向服务器发送数据。

WebSocket与HTTP的关系

WebSocket协议最初是作为HTML5规范的一部分引入的，但它可以独立于HTML5使用。虽然WebSocket协议与HTTP协议都基于TCP，但WebSocket协议与HTTP协议有本质的区别：

1. 持久连接： HTTP协议通常是一次性的请求-响应模式，即客户端发起请求，服务器响应后连接通常关闭。而WebSocket连接一旦建立，会一直保持打开状态直到客户端或服务器主动关闭连接，允许双向通信。

2. 双工通信： HTTP协议是“半双工”，即客户端可以请求服务器，服务器可以响应请求，但同一时刻只能进行单向数据传输。而WebSocket协议是“全双工”的，客户端和服务器都可以随时发送数据给对方。

建立WebSocket连接

WebSocket连接的建立通常通过一个被称为“握手”的过程，该过程通常基于HTTP协议。以下是WebSocket握手过程：

1. 客户端发起握手请求： 客户端发送一个HTTP请求，包含一些特殊请求头，请求升级为WebSocket协议。

   请求头示例：

   GET /chat HTTP/1.1
   Host: server.example.com
   Upgrade: websocket
   Connection: Upgrade
   Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXB1ZSBub25jZQ==
   Origin: http://example.com
   Sec-WebSocket-Version: 13
   

   • Upgrade：表示请求升级协议为WebSocket。
   • Connection：值为Upgrade，表示连接需要“升级”。
   • Sec-WebSocket-Key：是一个Base64编码的16字节随机值，用于确保客户端和服务器都支持WebSocket。
   • Sec-WebSocket-Version：通常为13，表示WebSocket协议的版本。

2. 服务器响应握手： 如果服务器支持WebSocket协议，它会返回一个HTTP 101状态码，并升级协议为WebSocket。

   响应头示例：

   HTTP/1.1 101 Switching Protocols
   Upgrade: websocket
   Connection: Upgrade
   Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
   

   • Sec-WebSocket-Accept：是使用客户端发送的Sec-WebSocket-Key和一个固定字符串258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11连接起来，经过S