Go如何實現(xiàn)Websocket服務以及代理
Go 實現(xiàn) Websocket服務以及代理
1. 協(xié)議說明
WebSocket 是一種在單個 TCP 連接上進行全雙工通信的協(xié)議。WebSocket 使得客戶端和服務器之間的數(shù)據(jù)交換變得更加簡單，允許服務端主動向客戶端推送數(shù)據(jù)。Websocket 主要用在B/S架構的應用程序中，在 WebSocket API 中，瀏覽器和服務器只需要完成一次握手，兩者之間就直接可以創(chuàng)建持久性的連接， 并進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
它的最大特點就是，服務器可以主動向客戶端推送信息，客戶端也可以主動向服務器發(fā)送信息，是真正的雙向平等對話，屬于服務器推送技術的一種。
WebSocket 協(xié)議在2008年誕生，2011 年成為國際標準。現(xiàn)在最新版本瀏覽器都已經支持了。
WebSocket 是一種應用層協(xié)議
WebSocket 的典型特點：
- 基于 TCP 協(xié)議的應用層協(xié)議，實現(xiàn)相對簡單
- 單個 TCP 連接上進行全雙工通信
- 兼容 HTTP 協(xié)議，默認端口也是 80 和 443
ws://host:port/path/querywss://host:port/path/query
- 握手階段采用 HTTP 協(xié)議，能通過各種 HTTP 代理服務器
- 數(shù)據(jù)格式比較輕量，性能開銷小，通信高效
- 可以發(fā)送文本和二進制數(shù)據(jù)
- 沒有瀏覽器的同源限制
websocket 的典型場景：
- 即時通信
- 協(xié)同編輯/編輯
- 實時數(shù)據(jù)流的拉取與推送
2. WebSocket 推送和瀏覽器輪詢
在 B/S 開發(fā)領域，若需要瀏覽器 B 即時得到服務器的狀態(tài)更新，常使用兩個方案：
- 瀏覽器端輪詢
- 服務器端推送
瀏覽器輪詢：瀏覽器端，當需要獲取最新數(shù)據(jù)狀態(tài)時，利用腳本程序循環(huán)向服務端發(fā)送請求。
服務器推送，服務器端，當狀態(tài)改變時，將數(shù)據(jù)發(fā)送到瀏覽器端。
HTTP/2 版本也支持服務器端推送，但實現(xiàn)上以推送靜態(tài)資源為主，不能基于業(yè)務邏輯推送特定的消息，因此當前的普及使用率 websocket 還是主流。
3. WebSocket 和 http
相同點
- 應用層協(xié)議
- B/S 架構中使用
- 基于 TCP 協(xié)議
- 端口默認都是：80 和 443
不同點
4. WebSocket 握手過程
通過 HTTP 請求響應，中的頭信息，完成 websocket 握手，如圖：
- 在請求頭中添加如下信息
# 升級為 websocket Upgrade: websocket Connection: Upgrade # 一個 Base64 encode 的值，有于驗證服務器端是否支持websocket Sec-WebSocket-Key: x4JJHMbDL22zLk1GBhXDw== # 用戶協(xié)議，可以視為不同業(yè)務邏輯的頻道 Sec-WebSocket-Protocol: chat # 協(xié)議版本，13是當前通用版本，幾乎不需要更改 Sec-WebSocket-Version: 13
基于以上請求頭，服務器端，就知道需要將協(xié)議升級為 websocket 協(xié)議，并提供一些驗證信息。
- 服務端的響應頭
HTTP/1.1 101 Switching Protocols # 協(xié)議升級 Upgrade: websocket # 連接狀態(tài) Connection: Upgrade # WebSocket服務端根據(jù)Sec-WebSocket-Key生成 Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= # WebSocket協(xié)議用戶協(xié)議 Sec-WebSocket-Protocol: chat
基于以上響應頭，瀏覽器端就知道服務器端升級成功，并通過了驗證。
至此，B/S 端可以基于該連接，完成 websocket 雙向通信了。
websocket 只能發(fā)送 GET 請求
5. WebSocket 狀態(tài)碼和消息類型
5.1 狀態(tài)碼
5.2 消息類型
TextMessage 和 BinaryMessage 分別表示發(fā)送文本消息和二級制消息
CloseMessage 關閉幀，接收方收到這個消息就關閉連接
PingMessage 和 PongMessage : 是保持心跳的幀
- 發(fā)送方 -> 接收方是 PingMessage
- 接收方 -> 發(fā)送方是 PongMessage
由服務器發(fā) ping 給瀏覽器，瀏覽器返回 pong 消息
6. WebSocket 服務器實現(xiàn)
使用 github.com/gorilla/websocket 這個庫函數(shù)
func WebSocketServer() {
addr := "localhost:8002"
http.HandleFunc("/wshandler", WebSocketUpgrade)
log.Println("Starting websocket server at " + addr)
go func() {
err := http.ListenAndServe(addr, nil)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}()
log.Println("WebSocket 服務器正在運行。按Ctrl+C退出")
select {}
}
func WebSocketUpgrade(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
// 初始化 Upgrader
upgrader := websocket.Upgrader{} // 使用默認的選項
// 第三個參數(shù)是響應頭,默認會初始化
conn, err := upgrader.Upgrade(resp, req, nil)
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
defer conn.Close()
// 讀取客戶端的發(fā)送額消息,并返回
go ReadMessage(conn)
select {}
}
// 讀取客戶端發(fā)送的消息,并返回
func ReadMessage(conn *websocket.Conn) {
for {
// 消息類型:文本消息和二進制消息
messageType, msg, err := conn.ReadMessage()
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
fmt.Println("receive msg:", string(msg))
err = conn.WriteMessage(messageType, msg)
if err != nil {
log.Println("write error:", err)
return
}
}
}使用 Apifox 測試 websocket 是否能連接并且發(fā)送消息
消息發(fā)送成功，同時也接收到來服務端的消息
消息接收成功
7. WebSocket 代理實現(xiàn)
package websocket
import (
"log"
"net/http"
"net/http/httputil"
"net/url"
)
var (
// 代理服務器地址
proxyServer = "127.0.0.1:8082"
// 真實websocket服務器地址
websocketServer = "http://127.0.0.1:8002"
)
func WebSocketProxy() {
url, err := url.Parse(websocketServer)
if err != nil {
log.Println(err)
}
proxy := httputil.NewSingleHostReverseProxy(url)
log.Println("WebSocket 代理啟動, 按CTRL+C退出")
http.ListenAndServe(proxyServer, proxy)
}
8. WebSocket 服務端主動推送功能的實現(xiàn)
websocket 服務器每隔 3 秒會主動向服務器推送消息"Heart Beat"
func WebSocketServer() {
addr := "localhost:8002"
http.HandleFunc("/wshandler", WebSocketUpgrade)
log.Println("Starting websocket server at " + addr)
go func() {
err := http.ListenAndServe(addr, nil)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}()
log.Println("WebSocket 服務器正在運行。按Ctrl+C退出")
select {}
}
func WebSocketUpgrade(resp http.ResponseWriter, req *http.Request) {
// 初始化 Upgrader
upgrader := websocket.Upgrader{} // 使用默認的選項
// 第三個參數(shù)是響應頭,默認會初始化
conn, err := upgrader.Upgrade(resp, req, nil)
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
defer conn.Close()
// 主動向服務端推送消息
go PushMessage(conn)
// 讀取客戶端的發(fā)送額消息,并返回
go ReadMessage(conn)
select {}
}
// websocket 服務器主動服務器推送消息
func PushMessage(conn *websocket.Conn) {
for {
err := conn.WriteMessage(websocket.TextMessage, []byte("heart beat"))
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
time.Sleep(time.Second * 3)
}
}
// 讀取客戶端發(fā)送的消息,并返回
func ReadMessage(conn *websocket.Conn) {
for {
// 消息類型:文本消息和二進制消息
messageType, msg, err := conn.ReadMessage()
if err != nil {
log.Println(err)
return
}
fmt.Println("receive msg:", string(msg))
err = conn.WriteMessage(messageType, msg)
if err != nil {
log.Println("write error:", err)
return
}
}
}每隔三秒可以看到服務推送過來的消息
總結
以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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