Web实时通信

月伴飞鱼 2024-11-02 11:36:41
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Web端即时通讯

服务器端可以即时地将数据的更新或变化反应到客户端,例如消息即时推送等功能。

但是在Web中,由于浏览器的限制,实现即时通讯需要借助一些方法。

这种限制出现的主要原因是:

  • 一般的Web通信都是浏览器先发送请求到服务器,服务器再进行响应完成数据的现实更新。

实现Web端即时通讯方法

主要有四种方式:短轮询、长轮询、SSEWebSocket

四种Web即时通信技术比较

从兼容性角度考虑:

  • 短轮询>长轮询>SSE>WebSocket

从性能方面考虑:

  • WebSocket>SSE>长轮询>短轮询。

短轮询

轮询是一种客户端定期向服务器发送HTTP请求,服务器实时返回数据给浏览器,用以检查是否有新的数据或更新的方式。

客户端会设置一个固定的时间间隔,不停地向服务器发起HTTP请求,无论是否有新数据返回,都会获取响应。

适用场景

轮询适用于以下几种场景:

无需实时更新

  • 系统不需要实时获取数据,只需要间歇性地同步,例如股票价格更新或新闻客户端的刷新。

轻量级更新

  • 服务器资源有限,无法承受高并发的长连接。

缺点

高资源消耗

  • 如果轮询间隔太短,服务器可能会承受大量无效请求。

时效性差

  • 数据的更新不是实时的,而是基于设定的轮询间隔。

长轮询

长轮询是一种改进的轮询方式。

客户端发出请求后,服务器保持连接(会阻塞请求)直到有新的数据产生才返回响应。

一旦有新数据,服务器响应客户端,并在客户端处理完数据后,客户端立即再次发起请求,维持类似的效果。

适用场景

需要近实时数据

  • 应用场景需要快速更新数据,例如聊天系统、通知提醒等。

减少不必要的请求

  • 相比于传统轮询,长轮询能够减少无效请求。

优点

减少无效请求

  • 只有在有新数据时才会返回响应,避免了传统轮询中的频繁无效请求。

近实时更新

  • 由于服务器只在有新数据时才返回,可以实现准实时的数据同步。

缺点

长时间保持连接

  • 在某些场景下可能会导致服务器的连接资源被大量占用。

不适合高频更新的场景

  • 如果数据更新频繁,长轮询的频繁重新连接可能反而成为负担。

注意事项

网络超时:

在长轮询中,客户端的请求会保持较长时间,因此需要确保客户端与服务器的超时设置合适。

负载问题:

长轮询虽然比普通轮询更节省资源,但对于高并发场景下,服务器的连接数可能很快耗尽,需要合理设计资源管理机制。

  • 或者考虑使用WebSocket等更合适的技术。

重连机制:

无论是普通轮询还是长轮询,都需要设计合理的重连机制,确保客户端在请求失败后能继续请求而不会中断。

SSE

SSE在服务器和浏览器之间打开了一个单向通道。

服务器响应的不再是一次性的数据包,而是text/event-stream类型的数据流信息。

服务器在数据变更将数据流式传输到客户端。

SSE原理

SSE允许服务器通过一个持久的HTTP连接,不断向客户端推送更新。

客户端只需要建立一次连接,服务器就可以不断推送数据,而客户端会持续接收数据。

场景

适用于单向数据流的应用,例如实时通知、股票价格、社交媒体推送、消息系统等需要频繁数据更新的场景。

优点:

实现简单,支持自动重连。

缺点:

浏览器兼容性问题,无法实现双向通信。

模拟一种网络支付场景,使用SSE,该如何实现这个过程呢?

用户扫码向支付系统(微信、支付宝、苹果)进行支付。

支付完成之后,告知服务端我已经发起支付了(建立SSE连接)。

支付系统告诉服务端,或者客户端将支付凭证传给服务器做校验,这个用户确实支付成功了。

服务端向用户发送消息:你已经支付成功,跳转到支付成功页面。

  • 通过SSE连接,由服务器端告知用户客户端浏览器。

在这里插入图片描述
模拟服务端:

在这里插入图片描述

WebSocket

WebSocket是一种基于TCP连接上进行全双工通信的协议:

  • 全双工:允许数据在两个方向上同时传输。

  • 半双工:允许数据在两个方向上传输,但是同一个时间段内只允许一个方向上传输。

WebSocket协议建立在TCP协议的基础上,所以服务器端也容易实现,不同的语言都有支持。

优点:

低延迟,适用于实时通信。

缺点:

在某些网络环境下可能受限。

使用SpringBoot实现WebSocket

引入依赖:

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-websocket'

实现类:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

Spring配置:

在这里插入图片描述

启动与测试:

执行Main方法启动应用程序。

测试使用WebSocket在线调试工具:http://coolaf.com/tool/chattest

在这里插入图片描述

结论

在选择服务端通信技术时,应考虑应用的具体需求和场景。

WebSocket 适合需要高实时性和双向通信的应用。

SSE 适用于简单的单向数据推送。

短轮询和长轮询适用于更新频率不高的场景。

选择合适的技术可以显著提高用户体验和应用性能。

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