libwebsocket协议切换状态机

Posted 2020-08-15 bbqz007

libwebsocket为连接（connection）定义了一组状态机－lws_connection_states，通过状态机我们来看libwebsocket如何实现协议的切换。
除了lws_connection_states状态机外，还为连接定义了模式connection_mode作用于lws_connection_states状态机。
下面是libwebsocket的server端在协议切换的状态机图：

蓝色的是connection_mode（LWSCM开头），黄色的是lws_connection_states（LWSS开头）。一种模式可以处于某几个状态，而一个状态又可以变换模式，所以这个状态机的状态应该由两者同时确定。
当一个连接入来时，server为连接（底层socket）创建一个wsi（websocket instance），这时以LWSS_HTTP状态LWSCM_HTTP_SERVING模式开始。很明显就是在等待http request。
数据入来时，连接一边读一边解析，状态变为LWSS_HTTP_HEADERS。也就是读入http协议头字段。
当读到第一个空行CFLR后，http协议头部分结束。开始分析http协议头携带的信息，如果要求upgrade成websocket的话，模式将变成LWSCM_WS_SERVING，进入协议切换；否则模式变成LWSCM_HTTP_SERVING_ACCEPTED。表示接受了一个http request。
在处理http协议模式中，首先会将资源路径命中挂接点的请求向客户端发响应通知重定向，不满足重定向的http请求将回调vhost的第一个protocol的处理过程，交由第一个protocol的实现来处理，也就是说http服务的实现就必须安排在vhost的protocol数组的第一个位置。
由于libwebsocket支持http/1.1规定的持久连接，libwebsocket在跑完一个http请求后并不马上关闭连接，而是根据请求的connection字段来判定，如果是close的话马上关闭，否则状态回到LWSS_HTTP模式回到LWSCM_HTTP_SERVING，等待下一个http request。

lws的client端则通过http响应状态值来判断，200则转到状态LWSS_CLIENT_HTTP_ESTABISHED模式LWSCM_HTTP_CLIENT_ACCEPT，101则将会转到状态LWSS_ESTABLISHED模式LWSCM_WS_CLIENT。
libwebsocket的client端在协议切换的状态机图：

ws://host:port/protocol将会转换成向host:port的http服务器发送http请求，资源路径为protocol，要求upgrade成websocket，选择第二协议为protocol。相当于h5的new WebSocket("host:port", ["protocol"])。