分不清轮询、长轮询？不知道什么时候该用websocket还是SSE，看这篇就够了。
所谓的“实时推送”，从表面意思上来看是，客户端订阅的内容在发生改变时，服务器能够实时地通知客户端，进而客户端进行相应地反应。客户端不需要主观地发送请求去获取自己关心的内容，而是由服务器端进行“推送”。
注意上面的推送二字打了引号，这就意味着在现有的几种实现方式中，并不是服务器端主动地推送，而是通过一定的手段营造了一种实时的假象。就目前现有的几种技术而言，主要有以下几类：
- 客户端轮询：传统意义上的轮询(Short Polling)
- 服务器端轮询：长轮询(Long Polling)
- 全双工通信：Websocket
- 单向服务器推送：Server-Sent Events(SSE)
文中会以一个简易聊天室的例子来分别通过上述的四种方式实现，代码地址mini-chatroom(存在些许bug，主要是为了做演示用)
轮询（Short Polling）
轮询的实现原理：客户端向服务器端发送一个请求，服务器返回数据，然后客户端根据服务器端返回的数据进行处理；然后客户端继续向服务器端发送请求，继续重复以上的步骤，如果不想给服务器端太大的压力，一般情况下会设置一个请求的时间间隔。
使用轮询明显的优点是基础不需要额外的开发成本，请求数据，解析数据，作出响应，仅此而已，然后不断重复。缺点也显而易见：
- 不断的发送和关闭请求，对服务器的压力会比较大，因为本身开启Http连接就是一件比较耗资源的事情
- 轮询的时间间隔不好控制。如果要求的实时性比较高，显然使用短轮询会有明显的短板，如果设置interval的间隔过长，会导致消息延迟，而如果太短，会对服务器产生压力
代码实现
var ShortPollingNotification = {
datasInterval: null,
subscribe: function() {
this.datasInterval = setInterval(function() {
Request.getDatas().then(function(res) {
window.ChatroomDOM.renderData(res);
});
}, TIMEOUT);
return this.unsubscribe;
},
unsubscribe: function() {
this.datasInterval && clearInterval(this.datasInterval);
}
}
下面是对应的请求，注意左下角的请求数量一直在变化
在上图中，每隔1s就会发送一个请求，看起来效果还不错，但是如果将timeout的值设置成5s，效果将大打折扣，如图：
长轮询(Long Polling)
长轮询的基本原理：客户端发送一个请求，服务器会hold住这个请求，直到监听的内容有改变，才会返回数据，断开连接，客户端继续发送请求，重复以上步骤。或者在一定的时间内，请求还得不到返回，就会因为超时自动断开连接。
长轮询是基于轮询上的改进版本，主要是减少了客户端发起Http连接的开销，改成了在服务器端主动地去判断所关心的内容是否变化，所以其实轮询的本质并没有多大变化，变化的点在于：
- 对于内容变化的轮询由客户端改成了服务器端（客户端会在连接中断之后，会再次发送请求，对比短轮询来说，大大减少了发起连接的次数）
- 客户端只会在数据改变时去作相应的改变，对比短轮询来说，并不是全盘接收
代码实现
// 客户端
var LongPollingNotification = {
// ....
subscribe: function() {
var that = this;
// 设置超时时间
Request.getV2Datas(this.getKey(),{ timeout: 10000 }).then(function(res) {
var data = res.data;
window.ChatroomDOM.renderData(res);
// 成功获取数据后会再次发送请求
that.subscribe();
}).catch(function (error) {
// timeout 之后也会再次发送请求
that.subscribe();
});
return this.unsubscribe;
}
// ....
}
笔者采用的是express，默认不支持hold住请求，因此用了一个express-longpoll的库来实现。
下面是一个原生不用库的实现（这里只是介绍原理），整体的思路是：如果服务器端支持hold住请求的话，那么在一定的时间内会自轮询，然后期间通过比较key值，判断是否返回新数据
- 客户端第一次会带一个空的key值，这次会立即返回，获取新内容，服务器端将计算出的contentKey返回给客户端
- 然后客户端发送第二次请求，带上第一次返回的contentKey作为key值，然后进行下一轮的比较
- 如果两次的key值相同，就会hold请求，进行内部轮询，如果期间有新内容或者客户端timeout，就会断开连接
- 重复以上步骤
// 服务器端
router.get('/v2/datas', function(req, res) {
const key = _.get(req.query, 'key', '');
let contentKey = chatRoom.getContentKey();
while (key === contentKey) {
sleep.sleep(5);
contentKey = chatRoom.getContentKey();
}
const connectors = chatRoom.getConnectors();
const messages = chatRoom.getMessages();
res.json({
code: 200,
data: { connectors: connectors, messages: messages, key: contentKey },
});
});
以下是用 express-longpoll 的实现片段
// mini-chatroom/public/javascripts/server/longPolling.js
function pushDataToClient(key, longpoll) {
var contentKey = chatRoom.getContentKey();
if (key !== contentKey) {
var connectors = chatRoom.getConnectors();
var messages = chatRoom.getMessages();
longpoll.publish(
'/v2/datas',
{
code: 200,
data: {connectors: connectors, messages: messages, key: contentKey},
}
);
}
}
longpoll.create("/v2/datas", function(req, res, next) {
key = _.get(req.query, 'key', '');
pushDataToClient(key, longpoll);
next();
});
intervalId = setInterval(function() {
pushDataToClient(key, longpoll);
}, LONG_POLLING_TIMEOUT);
为了方便演示，我将客户端发起请求的timeout改成了4s，注意观察下面的截图：
可以看到，断开连接的两种方式，要么是超时，要么是请求有数据返回。
基于iframe的长轮询模式
这种模式的具体的原理为：
- 在页面中嵌入一个iframe，地址指向轮询的服务器地址，然后在父页面中放置一个执行函数，比如
execute(data) - 当服务器有内容改变时，会向iframe发送一个脚本
<script>parent.execute(JSON.stringify(data))</script> - 通过发送的脚本，主动执行父页面中的方法，达到推送的效果
具体可以参看这里
Websocket
特征
- websocket是双向通信的，设计的目的主要是为了减少传统轮询时http连接数量的开销
- 建立在TCP协议之上，握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器
- 与HTTP兼容性良好，同样可以使用80和443端口
- 没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信
- 可以发送文本，也可以发送二进制数据。
- 协议标识符是
ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL
关于Websocket API方面的知识，这里不再作讲解，可以自己查阅Websocket API MDN
兼容性
websocket兼容性良好，基本支持所有现代浏览器
代码实现
笔者这里采用的是socket.io，是基于websocket的封装，提供了客户端以及服务器端的支持
// 客户端
var WebsocketNotification = {
// ...
subscribe: function(args) {
var connector = args[1];
this.socket = io();
this.socket.emit('register', connector);
this.socket.on('register done', function() {
window.ChatroomDOM.renderAfterRegister();
});
this.socket.on('data', function(res) {
window.ChatroomDOM.renderData(res);
});
this.socket.on('disconnect', function() {
window.ChatroomDOM.renderAfterLogout();
});
}
// ...
}
// 服务器端
var io = socketIo(httpServer);
io.on('connection', (socket) => {
socket.on('register', function(connector) {
chatRoom.onConnect(connector);
io.emit('register done');
var data = chatRoom.getDatas();
io.emit('data', { data });
});
socket.on('chat', function(message) {
chatRoom.receive(message);
var data = chatRoom.getDatas();
io.emit('data', { data });
});
});
响应格式如下：
Server-Sent Events(SSE)
传统意义上服务器端不会主动推送给客户端消息，一般都是客户端主动去请求服务器端获取最新的数据。SSE就是一种可以主动从服务端推送消息的技术。
基本的使用方法，参看SSE API
兼容性
目前除了IE以及低版本的浏览器不支持，基本支持绝大多数的现代浏览器。
代码实现
// 客户端
var SSENotification = {
source: null,
subscribe: function() {
if ('EventSource' in window) {
this.source = new EventSource('/sse');
this.source.addEventListener('message', function(res) {
const d = res.data;
window.ChatroomDOM.renderData(JSON.parse(d));
});
}
return this.unsubscribe;
},
unsubscribe: function () {
this.source && this.source.close();
}
}
// 服务器端
router.get('/sse', function(req, res) {
const connectors = chatRoom.getConnectors();
const messages = chatRoom.getMessages();
const response = { code: 200, data: { connectors: connectors, messages: messages } };
res.writeHead(200, {
"Content-Type":"text/event-stream",
"Cache-Control":"no-cache",
"Connection":"keep-alive",
"Access-Control-Allow-Origin": '*',
});
res.write("retry: 10000\n");
res.write("data: " + JSON.stringify(response) + "\n\n");
var unsubscribe = Event.subscribe(function() {
const connectors = chatRoom.getConnectors();
const messages = chatRoom.getMessages();
const response = { code: 200, data: { connectors: connectors, messages: messages } };
res.write("data: " + JSON.stringify(response) + "\n\n");
});
req.connection.addListener("close", function () {
unsubscribe();
}, false);
});
下面是控制台的情况，注意观察响应类型
详情中注意查看请求类型，以及EventStream消息类型
总结
- 短轮询、长轮询实现成本相对比较简单，适用于一些实时性要求不高的消息推送，在实时性要求高的场景下，会存在延迟以及会给服务器带来更大的压力
- websocket目前而言实现成本相对较低，适合于双工通信，对于多人在线，要求实时性较高的项目比较实用
- SSE只能是服务器端推送消息，因此对于不需要双向通信的项目比较适用