一、什么是 WebSocket

WebSocket 是 HTML5 下一种新的协议（WebSocket 协议本质上是一个基于 TCP 的协议）。它实现了浏览器与服务器全双工通信，能更好地节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的。WebSocket 是一个持久化的协议。

二、WebSocket 的原理

WebSocket 约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端和服务器之间能建立一个类似 TCP 的连接，从而方便它们之间的通信。在 WebSocket 出现之前，Web 交互一般是基于 HTTP 协议的短连接或者长连接。WebSocket 是一种全新的协议，不属于 HTTP 无状态协议，协议名为 "ws"。

WebSocket 与 HTTP 的关系

相同点：

• 都是基于 TCP 的，都是可靠性传输协议。
• 都是应用层协议。

不同点：

• WebSocket 是双向通信协议，模拟 Socket 协议，可以双向发送或接收信息。
• HTTP 是单向的。
• WebSocket 需要浏览器和服务器握手进行建立连接。
• 而 HTTP 是浏览器发起向服务器的连接，服务器预先并不知道这个连接。

联系：

• WebSocket 在建立握手时，数据是通过 HTTP 传输的。但是建立之后，在真正传输时候是不需要 HTTP 协议的。

总结（总体过程）：

首先，客户端发起 HTTP 请求，经过 3 次握手后，建立起 TCP 连接；HTTP 请求里存放 WebSocket 支持的版本号等信息，如：Upgrade、Connection、WebSocket-Version 等；然后，服务器收到客户端的握手请求后，同样采用 HTTP 协议回馈数据；最后，客户端收到连接成功的消息后，开始借助于 TCP 传输信道进行全双工通信。

三、WebSocket 解决的问题

1. HTTP 存在的问题

HTTP 是一种无状态协议，每当一次会话完成后，服务端都不知道下一次的客户端是谁，需要每次知道对方是谁，才进行相应的响应，因此本身对于实时通讯就是一种极大的障碍。HTTP 协议采用一次请求，一次响应，每次请求和响应就携带有大量的 header 头，对于实时通讯来说，解析请求头也是需要一定的时间，因此，效率也更低下。最重要的是，需要客户端主动发，服务端被动发，也就是一次请求，一次响应，不能实现主动发送。

2. Long Poll (长轮询)

基于 HTTP 的特性，简单点说，就是客户端发起长轮询，如果服务端的数据没有发生变更，会 hold 住请求，直到服务端的数据发生变化，或者等待一定时间超时才会返回。返回后，客户端又会立即再次发起下一次长轮询。

3. Ajax 轮询

基于 HTTP 的特性，简单点说，就是规定每隔一段时间就由客户端发起一次请求，查询有没有新消息，如果有，就返回，如果没有等待相同的时间间隔再次询问。

4. WebSocket 的改进

一旦 WebSocket 连接建立后，后续数据都以帧序列的形式传输。在客户端断开 WebSocket 连接或 Server 端中断连接前，不需要客户端和服务端重新发起连接请求。在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下，极大地节省了网络带宽资源的消耗，有明显的性能优势，且客户端发送和接收消息是在同一个持久连接上发起，实现了“真·长连接”，实时性优势明显。

• WebSocket有以下特点：

  是真正的全双工方式，建立连接后客户端与服务器端是完全平等的，可以互相主动请求。而HTTP长连接基于HTTP，是传统的客户端对服务器发起请求的模式。HTTP长连接中，每次数据交换除了真正的数据部分外，服务器和客户端还要大量交换HTTP header，信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个request建立了TCP连接之后，之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据，这显然和原有的HTTP协议有区别所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现（主流浏览器都已支持HTML5）