WebSocket 是一种基于TCP的网络通信协议，允许浏览器和服务器之间进行全双工、实时、低延迟的双向数据传输。它突破了传统HTTP协议的限制（请求-响应模式），特别适合需要实时通信的场景（如聊天、实时数据推送、游戏等）。
核心特点
全双工通信
客户端和服务器可以同时发送和接收数据，无需等待对方的响应。持久连接
连接建立后（通过HTTP握手），会保持打开状态，直到任意一方主动关闭，避免了频繁建立连接的开销。低延迟
由于连接复用和实时传输，相比轮询或长轮询（Long Polling），延迟显著降低。二进制和文本数据支持
可以传输文本（如JSON）和二进制数据（如图片、视频）。跨域支持
原生支持跨域通信，无需额外配置（如CORS）。
工作原理
握手阶段（HTTP升级）
客户端通过HTTP请求发送升级协议头，服务器确认后，连接从HTTP升级为WebSocket：// 客户端请求 GET /chat HTTP/1.1 Host: example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat Sec-WebSocket-Version: 13 // 服务器响应 HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat数据传输阶段
握手成功后，连接转为TCP通道，双方通过**帧（Frame）**格式交换数据，无需HTTP头部，开销极小。连接关闭
任意一方发送关闭帧（Close Frame）终止连接。
与HTTP的对比
| 特性 | HTTP | WebSocket |
|---|---|---|
| 通信模式 | 请求-响应（半双工） | 全双工 |
| 连接状态 | 短连接（每次请求新建） | 持久连接 |
| 实时性 | 低（需轮询） | 高（实时推送） |
| 协议开销 | 高（每次请求带头部） | 低（仅握手时用HTTP） |
| 典型场景 | 静态资源、API调用 | 聊天、实时数据更新 |
应用场景
实时通信
- 即时聊天（如微信、QQ）、在线客服。
- 多人协作工具（如Google Docs的实时编辑）。
数据推送
- 股票行情、体育赛事比分、天气预报更新。
- 消息通知（如邮件、社交平台提醒）。
游戏与直播
- 实时多人游戏（如在线棋牌）。
- 音视频直播弹幕、互动功能。
物联网（IoT）
- 设备状态监控、远程控制（如智能家居）。
实现方式
客户端（浏览器）
使用JavaScript的WebSocket API：
// 建立连接
const ws = new WebSocket('ws://example.com/socket');
// 连接打开时触发
ws.onopen = () => {
ws.send('Hello, server!');
};
// 收到消息时触发
ws.onmessage = (event) => {
console.log('Received:', event.data);
};
// 连接关闭时触发
ws.onclose = () => {
console.log('Connection closed');
};
服务端
常见的服务器端实现：
- Node.js：使用
ws、socket.io或uWebSockets.js库。 - Java：使用Spring WebSocket、Jetty或Tomcat内置支持。
- Python：使用
websockets、Tornado或Django Channels。 - Go：使用标准库
net/http中的WebSocket支持。
注意事项
兼容性
现代浏览器（IE 10+、Chrome、Firefox等）均支持，但需注意旧版浏览器的兼容性。代理与防火墙
部分企业防火墙可能限制WebSocket连接，需配置允许ws://或wss://（TLS加密）协议。心跳机制
为避免连接被中间设备断开，需实现心跳包（Ping/Pong帧）。安全性
生产环境应使用wss://（WebSocket over TLS）加密传输，防止数据被窃听。
总结
WebSocket是现代Web应用中实现实时通信的首选技术，它通过持久连接和全双工通信，解决了HTTP协议在实时性方面的局限，广泛应用于需要即时数据交互的场景。