Socket搭建即时通讯服务器
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Socket搭建即时通讯服务器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
即时通讯
即时通讯
（Instantmessaging，简称IM）是一个终端服务，允许两人或多人使用网路即时的传递文字讯息、档案、语音与视频交流即时通讯按使用用途分为企业即时通讯和网站即时通讯
根据装载的对象又可分为手机即时通讯和PC即时通讯，手机即时通讯代表是短信，网站、视频即时通讯
IM通信原理
客户端A与客户端B如何产生通信？客户端A不能直接和客户端B，因为两者相距太远。
这时就需要通过IM服务器，让两者产生通信.
客户端A通过socket与IM服务器产生连接,客户端B也通过socket与IM服务器产生连接
A先把信息发送给IM应用服务器，并且指定发送给B，服务器根据A信息中描述的接收者将它转发给B，同样B到A也是这样。
通讯问题: 服务器是不能主动连接客户端的，只能客户端主动连接服务器
即时通讯连接原理
即时通讯都是长连接，基本上都是HTTP1.1协议，设置
Connection为keep-alive即可实现长连接，而HTTP1.1默认是长连接，也就是默认Connection的值就是keep-aliveHTTP分为长连接和短连接，其实本质上是TCP连接，HTTP协议是应用层的协议，而TCP才是真正的传输层协议, IP是网络层协议，只有负责传输的这一层才需要建立连接
例如: 急送一个快递，HTTP协议指的那个快递单，你寄件的时候填的单子就像是发了一个HTTP请求。而TCP协议就是中间运货的运输工具，它是负责运输的，而运输工具所行驶的路就是所谓的TCP连接
HTTP短连接（非持久连接）是指，客户端和服务端进行一次HTTP请求/响应之后，就关闭连接。所以，下一次的HTTP请求/响应操作就需要重新建立连接。
HTTP长连接（持久连接）是指，客户端和服务端建立一次连接之后，可以在这条连接上进行多次请求/响应操作。持久连接可以设置过期时间，也可以不设置
即时通讯数据传递方式
目前实现即时通讯的有四种方式（短轮询、长轮询、SSE、 Websocket）
短轮询:
每隔一小段时间就发送一个请求到服务器，服务器返回最新数据，然后客户端根据获得的数据来更新界面，这样就间接实现了即时通信
优点是简单，缺点是对服务器压力较大，浪费带宽流量（通常情况下数据都是没有发生改变的）。
主要是客户端人员写代码，服务器人员比较简单，适于小型应用
长轮询:
客户端发送一个请求到服务器，服务器查看客户端请求的数据(服务器中数据)是否发生了变化（是否有最新数据），如果发生变化则立即响应返回，否则保持这个连接并定期检查最新数据，直到发生了数据更新或连接超时
同时客户端连接一旦断开，则再次发出请求，这样在相同时间内大大减少了客户端请求服务器的次数.
弊端:服务器长时间连接会消耗资源，返回数据顺序无保证，难于管理维护
底层实现:在服务器的程序中加入一个死循环，在循环中监测数据的变动。当发现新数据时，立即将其输出给浏览器并断开连接，浏览器在收到数据后，再次发起请求以进入下一个周期
SSE
（
Server-sentEvents服务器推送事件）:为了解决浏览器只能够单向传输数据到服务端，html5提供了一种新的技术叫做服务器推送事件SSESSE技术提供的是从服务器单向推送数据给浏览器的功能，加上配合浏览器主动HTTP请求，两者结合起来,实际上就实现了客户端和服务器的双向通信.
WebSocket
以上提到的这些解决方案中，都是利用浏览器单向请求服务器或者服务器单向推送数据到浏览器
而在HTML5中，为了加强web的功能，提供了
websocket技术，它不仅是一种web通信方式，也是一种应用层协议它提供了浏览器和服务器之间原生的全双工跨域通信，通过浏览器和服务器之间建立
websocket连接,在同一时刻能够实现客户端到服务器和服务器到客户端的数据发送
WebSocket
WebSocket 是一种网络通信协议。RFC6455 定义了它的通信标准
WebSocket是一种双向通信协议，在建立连接后，WebSocket服务器和客户端都能主动的向对方发送或接收数据WebSocket是基于HTTP协议的，或者说借用了HTTP协议来完成一部分握手(连接)，在握手(连接)阶段与HTTP是相同的,只不过HTTP不能服务器给客户端推送，而WebSocket可以
WebSocket如何工作
Web浏览器和服务器都必须实现
WebSockets协议来建立和维护连接。由于
WebSockets连接长期存在，与典型的HTTP连接不同，对服务器有重要的影响基于多线程或多进程的服务器无法适用于
WebSockets，因为它旨在打开连接，尽可能快地处理请求，然后关闭连接任何实际的
WebSockets服务器端实现都需要一个异步服务器
Websocket协议
协议头: ws, 服务器根据协议头判断是 Http还是 websocket
// 请求头
GET ws://localhost:12345/websocket/test.html HTTP/1.1
Origin: http://localhost
Connection: Upgrade
Host: localhost:12345
Sec-WebSocket-Key: JspZdPxs9MrWCt3j6h7KdQ==
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Version: 13
// Sec-WebSocket-Key: 叫“梦幻字符串”是个密钥，只有有这个密钥 服务器才能通过解码认出来，这是个WB的请求，要建立TCP连接了！！！如果这个字符串没有按照加密规则加密，那服务端就认不出来，就会认为这整个协议就是个HTTP请求。更不会开TCP。其他的字段都可以随便设置，但是这个字段是最重要的字段，标识WB协议的一个字段
// 响应头
HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake
WebSocket-Location: ws://localhost:12345/websocket/test.php
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Accept: zUyzbJdkVJjhhu8KiAUCDmHtY/o=
WebSocket-Origin: http://localhost
// Sec-WebSocket-Accept: 叫“梦幻字符串”，和上面那个梦幻字符串作用一样。不同的是，这个字符串是要让客户端辨认的，客户端拿到后自动解码。并且辨认是不是一个WB请求。然后进行相应的操作。这个字段也是重中之重，不可随便修改的。加密规则，依然是有规则的
WebSocket客户端
在客户端，没有必要为 WebSockets使用 javascript库。实现 WebSockets的 Web 浏览器将通过 WebSockets对象公开所有必需的客户端功能（主要指支持 HTML5的浏览器）
客户端 API
以下 API 用于创建 WebSocket对象。
var Socket = new WebSocket(url, [protocol] );
以上代码中的第一个参数
url, 指定连接的URL第二个参数
protocol是可选的，指定了可接受的子协议
WebSocket属性
以下是 WebSocket对象的属性。假定我们使用了以上代码创建了 Socket对象
Socket.readyState: 只读属性readyState表示连接状态, 可以是以下值0 : 表示连接尚未建立
1 : 表示连接已建立，可以进行通信
2 : 表示连接正在进行关闭
3 : 表示连接已经关闭或者连接不能打开。
Socket.bufferedAmount: 只读属性bufferedAmount表示已被
send()放入正在队列中等待传输，但是还没有发出的UTF-8文本字节数
WebSocket事件
以下是 WebSocket对象的相关事件。假定我们使用了以上代码创建了 Socket 对象：
| 事件 | 事件处理程序 | 描述 |
|---|---|---|
| open | Socket.onopen | 连接建立时触发 |
| message | Socket.onmessage | 客户端接收服务端数据时触发 |
| error | Socket.onerror | 通信发生错误时触发 |
| close | Socket.onclose | 连接关闭时触发 |
WebSocket方法
以下是 WebSocket对象的相关方法。假定我们使用了以上代码创建了 Socket对象：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| Socket.send() | 使用连接发送数据 |
| Socket.close() | 关闭连接 |
示例
// 客户端
var socket = new WebSocket("ws://localhost:9090")
// 建立 web socket 连接成功触发事件
socket.onopen = function () {
// 使用send发送数据
socket.send("发送数据")
console.log(socket.bufferedAmount)
alert('数据发送中')
}
// 接受服务端数据是触发事件
socket.onmessage = function (evt) {
var received_msg = evt.data
alert('数据已经接受..')
}
// 断开 websocket 连接成功触发事件
socket.onclose = function () {
alert('链接已经关闭')
console.log(socket.readyState)
}
WebSocket服务端
WebSocket在服务端的实现非常丰富。 Node.js、 Java、 C++、 Python 等多种语言都有自己的解决方案, 其中 Node.js常用的有以下三种
µWebSockets
Socket.IO
WebSocket-Node
下面就着重研究一下 Socket.IO吧, 因为别的我也不会, 哈哈哈哈......
Socket.IO
Socket.IO是一个库，可以在浏览器和服务器之间实现实时，双向和基于事件的通信
Socket.IO是一个完全由
JavaScript实现、基于Node.js、支持WebSocket的协议用于实时通信、跨平台的开源框架Socket.IO包括了客户端(
ios,android)和服务器端(Node.js)的代码，可以很好的实现iOS即时通讯技术Socket.IO支持及时、双向、基于事件的交流，可在不同平台、浏览器、设备上工作，可靠性和速度稳定
Socket.IO实际上是
WebSocket的父集，Socket.io封装了WebSocket和轮询等方法，会根据情况选择方法来进行通讯典型的应用场景如：
实时分析：将数据推送到客户端，客户端表现为实时计数器、图表、日志客户
实时通讯：聊天应用
二进制流传输：
socket.io支持任何形式的二进制文件传输，例如图片、视频、音频等文档合并：允许多个用户同时编辑一个文档，并能够看到每个用户做出的修改
Socket.IO服务端
Socket.IO实质是一个库, 所以在使用之前必须先导入
Socket.IO库Node.js导入库和iOS导入第三方库性质一样, 只不过iOS使用的是pods管理,Node.js使用npm
导入 Socket.IO库
// 1. 进入当当前文件夹
cd ...
// 2. 创建package.json文件
npm init
/// 3. 导入库
npm install socket.io --sava
npm install express --sava
创建socket
socket本质还是http协议，所以需要绑定http服务器，才能启动socket服务.而且需要通过
web服务器监听端口，socket不能监听端口，有人访问端口才能建立连接，所以先创建web服务器
// 引入http模块
var http = require('http')
// 面向express框架开发，加载express框架，方便处理get,post请求
var express = require('express')
// 创建web服务器
var server = http.Server(express)
// 引入socket.io模块
var socketio = require('socket.io')
// 创建爱你socket服务器
var serverSocket = socketio(server)
server.listen(9090)
console.log('监听9090')
建立socket连接
服务器不需要主动建立连接，建立连接是客户端的事情，服务器只需要监听连接
客户端主动连接会发送
connection事件，服务端只需要监听connection事件有没有发送，就知道客户端有没有主动连接服务器Socket.IO本质是通过发送和接受事件触发服务器和客户端之间的通讯，任何能被编辑成JSON或二进制的对象都可以传递socket.on: 监听事件，这个方法会有两个参数，第一个参数是事件名称，第二个参数是监听事件的回调函数，监听到链接就会执行这个回调函数监听
connection，回调函数会传入一个连接好的socket，这个socket就是客户端的socketsocket连接原理，就是客户端和服务端通过socket连接，服务器有socket，客户端也有
// 监听客户端有没有连接成功,如果连接成功,服务端会发送connection事件,通知客户端连接成功
// serverSocket: 服务端, clientSocket: 客户端
serverSocket.on('connection', function (clientSocket) {
// 建立socket连接成功
console.log('建立连接成功')
console.log(clientSocket)
})
Socket.IO客户端
Socket.IO-Client-Swift是
iOS使用的库, 目前只有Swift版本iOS中的使用
创建socket对象
创建 SocketIOClient对象, 两种创建方式
// 第一种, SocketIOClientConfiguration: 可选参数
public init(socketURL: URL, config: SocketIOClientConfiguration = [])
// 第二种, 底层还是使用的第一种方式创建
public convenience init(socketURL: URL, config: [String: Any]?) {
self.init(socketURL: socketURL, config: config?.toSocketConfiguration() ?? [])
}
SocketIOClientConfiguration: 是一个数组, 等同于[SocketIOClientOption]SocketIOClientOption的所有取值如下
public enum SocketIOClientOption : ClientOption {
/// 使用压缩的方式进行传输
case compress
/// 通过字典内容连接
case connectParams([String: Any])
/// NSHTTPCookies的数组, 在握手过程中传递, Default is nil.
case cookies([HTTPCookie])
/// 添加自定义请求头初始化来请求, 默认为nil
case extraHeaders([String: String])
/// 将为每个连接创建一个新的connect, 如果你在重新连接有bug时使用.
case forceNew(Bool)
/// 传输是否使用HTTP长轮询, 默认false
case forcePolling(Bool)
/// 是否使用 WebSockets. Default is `false`
case forceWebsockets(Bool)
/// 调度handle的运行队列, 默认在主队列
case handleQueue(DispatchQueue)
/// 是否打印调试信息. Default is false
case log(Bool)
/// 可自定义SocketLogger调试日志
case logger(SocketLogger)
/// 自定义服务器使用的路径.
case path(String)
/// 链接失败时, 是否重新链接, Default is `true`
case reconnects(Bool)
/// 重新连接多少次. Default is `-1` (无限次)
case reconnectAttempts(Int)
/// 等待重连时间. Default is `10`
case reconnectWait(Int)
/// 是否使用安全传输, Default is false
case secure(Bool)
/// 设置允许那些证书有效
case security(SSLSecurity)
/// 自签名只能用于开发模式
case selfSigned(Bool)
/// NSURLSessionDelegate 底层引擎设置. 如果你需要处理自签名证书. Default is nil.
case sessionDelegate(URLSessionDelegate)
}
创建 SocketIOClient
// 注意协议：ws开头
guard let url = URL(string: "ws://localhost:9090") else { return }
let manager = SocketManager(socketURL: url, config: [.log(true), .compress])
// SocketIOClient
let socket = manager.defaultSocket
监听连接
创建好
socket对象,然后连接用connect方法因为
socket需要进行3次握手，不可能马上建议连接，需要监听是否连接成功的回调,使用on方法ON方法两个参数参数一: 监听的事件名称，参数二：监听事件回调函数，会自动调用
回调函数也有两个参数(参数一：服务器传递的数据 参数二:确认请求数据
ACK)在
TCP/IP协议中，如果接收方成功的接收到数据，那么会回复一个ACK数据-ACK只是一个标记，标记是否成功传输数据
// 回调闭包
public typealias NormalCallback = ([Any], SocketAckEmitter) -> ()
// on方法
@discardableResult
open func on(_ event: String, callback: @escaping NormalCallback) -> UUID
// SocketClientEvent: 接受枚举类型的on方法
@discardableResult
open func on(clientEvent event: SocketClientEvent, callback: @escaping NormalCallback) -> UUID {
// 这里调用的是上面的on方法
return on(event.rawValue, callback: callback)
}
完整代码
guard let url = URL(string: "ws://localhost:9090") else { return }
let manager = SocketManager(socketURL: url, config: [.log(true), .compress])
let socket = manager.defaultSocket
// 监听链接成功
socket.on(clientEvent: .connect) { (data, ack) in
print("链接成功")
print(data)
print(ack)
}
socket.connect()
SocketIO事件
SocketIO通过事件链接服务器和传递数据
客户端监听事件
// 监听链接成功
socket.on(clientEvent: .connect) { (data, ack) in
print("链接成功")
print(data)
print(ack)
}
客户端发送事件
只有连接成功之后，才能发送事件
// 建立一个连接到服务器. 连接成功会触发 "connect"事件
open func connect()
// 连接到服务器. 如果连接超时,会调用handle
open func connect(timeoutAfter: Double, withHandler handler: (() -> ())?)
// 重开一个断开连接的socket
open func disconnect()
// 向服务器发送事件, 参数一: 事件的名称，参数二: 传输的数据组
open func emit(_ event: String, with items: [Any])
服务器监听事件
监听客户端事件，需要嵌套在连接好的
connect回调函数中必须使用回调函数的
socket参数，如function(s)中的s，监听事件,因此这是客户端的socket，肯定监听客户端发来的事件服务器监听连接的回调函数的参数可以添加多个，具体看客户端传递数据数组有几个，每个参数都是与客户段一一对应，第一个参数对应客户端数组第0个数据
// 监听socket连接
socket.on('connection',function(s){
console.log('监听到客户端连接');
// data:客户端数组第0个元素
// data1:客户端数组第1个元素
s.on('chat',function(data,data1){
console.log('监听到chat事件');
console.log(data,data1);
});
});
服务器发送事件
这里的 socket一定要用服务器端的 socket
// 给当前客户端发送数据，其他客户端收不到.
socket.emit('chat', '服务器' + data)
// 发给所有客户端，不包含当前客户端
socket.emit.broadcast.emit('chat', '发给所有客户端,不包含当前客户端' + data)
// 发给所有客户端，包含当前客户端
socket.emit.sockets.emit('chat', '发给所有客户端,包含当前客户端' + data)
SocketIO分组
每一个客户端和服务器只会保持一个
socket链接, 那么怎么吧每一条信息推送到对应的聊天室, 针对多个聊天室的问题有如何解决给每个聊天室都分组, 服务器就可以给指定的组进行数据的推送, 就不会影响到其他的聊天室
如何分组
socket.io提供rooms和namespace的API用
rooms的API就可以实现多房间聊天了，总结出来无外乎就是：join/leave room和say to room这里的
socket是客户端的socket，也就是连接成功，传递过来的socket
// join和leave
io.on('connection', function(socket){
socket.join('some room');
// socket.leave('some room');
});
// say to room
io.to('some room').emit('some event'):
io.in('some room').emit('some event'):
分组的原理
只要客户端
socket调用join，服务器就会把客户端socket和分组的名称绑定起来到时候就可以根据分组的名称找到对应客户端的
socket，就能给指定的客户端推送信息一个客户端
socket只能添加到一组，离开的时候，要记得移除
以上是关于Socket搭建即时通讯服务器的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章