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Go 实现 WebSockets之创建 WebSockets

 更新时间：2022年04月24日 10:59:41   作者：宇宙之一粟  
这篇文章主要介绍了Go 实现 WebSockets之创建 WebSockets，文章主要探索 WebSockets，并简要介绍了它们的工作原理，并仔细研究了全双工通信，想了解更多相关内容的小伙伴可以参考一下

前言

上一篇文章Go 实现 WebSockets和什么是 WebSockets我们先介绍了什么是 WebSockets 协议。本篇文章将来介绍如何利用 Go 来实现一个 WebSockets。要基于 net/http 库编写一个简单的 WebSocket 响应服务器，我们需要：

  • 建立握手
  • 从客户端接收数据帧
  • 向客户端发送数据帧
  • 关闭握手

WebSockets 无需客户端事先请求即可从服务器传输数据，允许来回传递消息并保持连接打开，直到客户端或服务器终止它。因此，可以在客户端和服务器之间进行双向实时数据传输。 WebSocket 通信通常通过 TCP 端口号 443 完成。

WebSocket 协议规范定义了两种 URI 方案：

  • WebSocket (ws)：用于非加密连接
  • WebSocket Secure (wss)：用于加密连接

建立 HTTP 服务器

WebSockets 建立在 HTTP 之上，所以首先，我们将设置一个基本的 HTTP 服务器，它可以接受客户端连接并提供消息。将以下代码添加到我们的 ​​server.go​​ 文件中：

package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func main() {
http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintf(w, "Welcome to the server!\n")
})
http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

通过运行 ​​go run server.go​​​ 启动服务器。当您访问 ​​localhost:8080​​ 时，您应该会看到以下输出：
 

Welcome to the server!

Go 实现 WebSockets：2. Go 创建 WebSockets_客户端_02

发起握手

由于开销较小，WebSocket 可以在 Web 服务器和 Web 浏览器或客户端应用程序之间实现实时通信和快速数据传输。 WebSocket 通信发起一个握手，它使用 HTTP Upgrade() 标头从 HTTP 协议更改为 WebSocket 协议。

要建立 WebSocket 连接，需要在客户端和服务器之间进行一次握手。握手使用 Upgrade() 方法将 HTTP 服务器连接升级到 WebSocket 协议。一旦服务器停止，我们还将使用 defer 关闭连接。

现在，我们修改 ​​server.go​​ 文件，建立一个 WebSocket 握手：

首先，我们需要获取​​gorilla/websocket​​ 库：

$ go get github.com/gorilla/websocket

定义一个 upgrader 结构，用来保存 WebSocket 连接的读取和写入缓冲区大小等信息：

var upgrader = websocket.Upgrader{
ReadBufferSize: 1024,
WriteBufferSize: 1024,
}

然后更改​​server.go​​ 代码：

package main
import (
"fmt"
"net/http"
"github.com/gorilla/websocket"
)
var upgrader = websocket.Upgrader{
ReadBufferSize: 1024,
WriteBufferSize: 1024,
}
func main() {
http.HandleFunc("/echo", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
conn, _ := upgrader.Upgrade(w, r, nil) // error ignored for sake of simplicity
for {
// Read message from browser
msgType, msg, err := conn.ReadMessage()
if err != nil {
return
}
// Print the message to the console
fmt.Printf("%s sent: %s\n", conn.RemoteAddr(), string(msg))
// Write message back to browser
if err = conn.WriteMessage(msgType, msg); err != nil {
return
}
}
})
http.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
http.ServeFile(w, r, "websockets.html")
})
http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

新建一个​​websockets.html​​ 文件，写入如下代码：

<!-- websockets.html -->
<input id="input" type="text" />
<button onclick="send()">Send</button>
<pre id="output"></pre>
<script>
var input = document.getElementById("input");
var output = document.getElementById("output");
var socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/echo");
socket.onopen = function () {
output.innerHTML += "Status: Connected\n";
};
socket.onmessage = function (e) {
output.innerHTML += "Server: " + e.data + "\n";
};
function send() {
socket.send(input.value);
input.value = "";
}
</script>

运行​​go run server.go​​ 文件

打开浏览器，输入​​http://localhost:8080/​​ ，然后就能看到如下界面：

Go 实现 WebSockets：2. Go 创建 WebSockets_客户端_03

当我们向服务器输入hello 后，然后单击​​Send​​ 按钮。

界面如下：

Go 实现 WebSockets：2. Go 创建 WebSockets_客户端_04

回到服务器终端也能看到如下信息：

$ go run server.go
[::1]:58036 sent: Hello

至此，一个简单的 WebSockets 就完全实现了。接下来，我们看一下 WebSockets 有哪些实际运用。

WebSockets 的用例

因为 WebSockets 的主要目的是支持全双工或双向通信。除了提供实时更新外，WebSockets 还包括一个可以支持多个打开的 WebSocket 连接的轻量级服务器。与大多数其他方法相比，WebSockets 可以在更长的时间内维持客户端和服务器之间的连接。

目前，WebSockets 为 Android、iOS、Web 和桌面应用程序提供跨平台支持，WebSockets 常用于以下类型的应用程序：

  • 实时消息
  • 多人游戏
  • 实时比分提要
  • 协作编辑工具
  • 实时位置和方向应用
  • 使用 WebRTC 进行音频和视频聊天

总结

在本文中，我们探索了 WebSockets，并简要介绍了它们的工作原理，并仔细研究了全双工通信。为了了解 WebSocket 在 Go 中的工作原理，我们构建了一个简单的待办事项应用程序，该应用程序具有添加和删除任务的功能。最后，我们查看了使 WebSockets 有用和通用的几个附加特性，并回顾了 WebSockets 的一些实际应用。在 Go 中使用 WebSockets 相当简单明了，但这种组合会对应用程序的性能产生显着影响。

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