网站首页 返回列表像“草根”一样，紧贴着地面，低调的存在，冬去春来，枯荣无恙。

教你如何用Golang打造实时聊天系统

2020-06-10 02:38:10 admin 449

/static/upload/bigpic/20200608/# 项目截图

##  
简介

在本次课程中，我们来学习使用WebSocket来打造一个实时聊天系统。我们会从一下几个方面来进行学习：

什么是websocket；

Websocket与传统的HTTP协议有什么区别；

Websocket有哪些优点；

如何建立连接；

如何维持连接；

Golang实战项目—实时聊天系统；

## 总结；

### 什么是websocket？

WebSocket协议是基于TCP的一种新的网络协议。它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信——允许服务器主动发送信息给客户端。

WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并被RFC7936所补充规范。

WebSocket协议支持（在受控环境中运行不受信任的代码的）客户端与（选择加入该代码的通信的）远程主机之间进行全双工通信。用于此的安全模型是Web浏览器常用的基于原始的安全模式。
协议包括一个开放的握手以及随后的TCP层上的消息帧。
该技术的目标是为基于浏览器的、需要和服务器进行双向通信的（服务器不能依赖于打开多个HTTP连接（例如，使用XMLHttpRequest或iframe和长轮询））应用程序提供一种通信机制。

### Websocket与传统的HTTP协议有什么区别?

http，websocket都是应用层协议，他们规定的是数据怎么封装，而他们传输的通道是下层提供的。就是说无论是 http 请求，还是 WebSocket
请求，他们用的连接都是传输层提供的，即 tcp 连接（传输层还有 udp 连接）。只是说 http1.0
协议规定，你一个请求获得一个响应后，你要把连接关掉。所以你用 http
协议发送的请求是无法做到一直连着的（如果服务器一直不返回也可以保持相当一段时间，但是也会有超时而被断掉）。而 WebSocket
协议规定说等握手完成后我们的连接不能断哈。虽然 WebSocket 握手用的是 http
请求，但是请求头和响应头里面都有特殊字段，当浏览器或者服务端收到后会做相应的协议转换。所以 http 请求被 hold 住不返回的长连接和
WebSocket 的连接是有本质区别的。

### WebSocket有哪些优点？

说到优点，这里的对比参照物是HTTP协议，概括地说就是：支持双向通信，更灵活，更高效，可扩展性更好。

支持双向通信，实时性更强。

更好的二进制支持。

较少的控制开销。连接创建后，ws客户端、服务端进行数据交换时，协议控制的数据包头部较小。在不包含头部的情况下，服务端到客户端的包头只有2~10字节（取决于数据包长度），客户端到服务端的的话，需要加上额外的4字节的掩码。而HTTP协议每次通信都需要携带完整的头部。

支持扩展。ws协议定义了扩展，用户可以扩展协议，或者实现自定义的子协议。（比如支持自定义压缩算法等）

对于后面两点，没有研究过WebSocket协议规范的同学可能理解起来不够直观，但不影响对WebSocket

### 如何建立连接？

客户端通过HTTP请求与WebSocket服务端协商升级协议。协议升级完成后，后续的数据交换则遵照WebSocket的协议。

1\. 客户端：申请协议升级

首先，客户端发起协议升级请求。可以看到，采用的是标准的HTTP报文格式，且只支持GET方法。

> GET / HTTP/1.1
>
> Host: localhost:8080
>
> Origin: http://127.0.0.1:3000
>
> Connection: Upgrade
>
> Upgrade: websocket
>
> Sec-WebSocket-Version: 13
>
> Sec-WebSocket-Key: w4v7O6xFTi36lq3RNcgctw==

重点请求首部意义如下：

Connection: Upgrade：表示要升级协议

Upgrade: websocket：表示要升级到websocket协议。

Sec-WebSocket-Version: 13：表示websocket的版本。如果服务端不支持该版本，需要返回一个Sec-WebSocket-
Versionheader，里面包含服务端支持的版本号。

Sec-WebSocket-Key：与后面服务端响应首部的Sec-WebSocket-Accept是配套的，提供基本的防护，比如恶意的连接，或者无意的连接。

#### 2\. 服务器：响应协议升级

服务端返回内容如下，状态代码101表示协议切换。到此完成协议升级，后续的数据交互都按照新的协议来。

> HTTP/1.1 101 Switching Protocols
>
> Connection:Upgrade
>
> Upgrade: websocket
>
> Sec-WebSocket-Accept: Oy4NRAQ13jhfONC7bP8dTKb4PTU=

####  
3\. Sec-WebSocket-Accept的计算

Sec-WebSocket-Accept根据客户端请求首部的Sec-WebSocket-Key计算出来。

计算公式为：

将Sec-WebSocket-Key跟258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11拼接。

通过SHA1计算出摘要，并转成base64字符串。

### 如何维持连接?

WebSocket为了保持客户端、服务端的实时双向通信，需要确保客户端、服务端之间的TCP通道保持连接没有断开。然而，对于长时间没有数据往来的连接，如果依旧长时间保持着，可能会浪费包括的连接资源。

但不排除有些场景，客户端、服务端虽然长时间没有数据往来，但仍需要保持连接。这个时候，可以采用心跳来实现。

发送方->接收方：ping

接收方->发送方：pong

ping、pong的操作，对应的是WebSocket的两个控制帧，opcode分别是0x9、0xA。

举例，WebSocket服务端向客户端发送ping，只需要如下代码（采用ws模块）

Golang实战项目—实时聊天系统

这里是使用Github上的一个开源项目作为案例。

## 获取Golang的websocket库

> go get github.com/gorilla/websocket

##  
获取测试程序

> git clone https://github.com/scotch-io/go-realtime-chat.git

##  
Server

> package main
>
> import (
>
> "log"
>
> "net/http"
>
> "github.com/gorilla/websocket"
>
> )
>
> var clients = make(map[*websocket.Conn]bool) // connected clients
>
> var broadcast = make(chan Message) // broadcast channel
>
> // Configure the upgrader
>
> var upgrader = websocket.Upgrader{
>
> CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
>
> return true
>
> },
>
> }
>
> // Define our message object
>
> type Message struct {
>
> Email string `json:"email"`
>
> Username string `json:"username"`
>
> Message string `json:"message"`
>
> }
>
> func main() {
>
> // Create a simple file server
>
> fs := http.FileServer(http.Dir("../public"))
>
> http.Handle("/", fs)
>
> // Configure websocket route
>
> http.HandleFunc("/ws", handleConnections)
>
> // Start listening for incoming chat messages
>
> go handleMessages()
>
> // Start the server on localhost port 8000 and log any errors
>
> log.Println("http server started on :8000")
>
> err := http.ListenAndServe(":8000", nil)
>
> if err != nil {
>
> log.Fatal("ListenAndServe: ", err)
>
> }
>
> }
>
> func handleConnections(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
>
> // Upgrade initial GET request to a websocket
>
> ws, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
>
> if err != nil {
>
> log.Fatal(err)
>
> }
>
> // Make sure we close the connection when the function returns
>
> defer ws.Close()
>
> // Register our new client
>
> clients[ws] = true
>
> for {
>
> var msg Message
>
> // Read in a new message as JSON and map it to a Message object
>
> err := ws.ReadJSON(&msg)
>
> if err != nil {
>
> log.Printf("error: %v", err)
>
> delete(clients, ws)
>
> break
>
> }
>
> // Send the newly received message to the broadcast channel
>
> broadcast <\- msg
>
> }
>
> }
>
> func handleMessages() {
>
> for {
>
> // Grab the next message from the broadcast channel
>
> msg := <-broadcast
>
> // Send it out to every client that is currently connected
>
> for client := range clients {
>
> err := client.WriteJSON(msg)
>
> if err != nil {
>
> log.Printf("error: %v", err)
>
> client.Close()
>
> delete(clients, client)
>
> }
>
> }
>
> }
>
> }

## 客户端

> new Vue({
>
> el: '#app',
>
> data: {
>
> ws: null, // Our websocket
>
> newMsg: '', // Holds new messages to be sent to the server
>
> chatContent: '', // A running list of chat messages displayed on the screen
>
> email: null, // Email address used for grabbing an avatar
>
> username: null, // Our username
>
> joined: false // True if email and username have been filled in
>
> },
>
> created: function() {
>
> var self = this;
>
> this.ws = new WebSocket('ws://' + window.location.host + '/ws');
>
> this.ws.addEventListener('message', function(e) {
>
> var msg = JSON.parse(e.data);
>
> self.chatContent += '<div class="chip">'
>
> \+ '<img src="' + self.gravatarURL(msg.email) + '">' // Avatar
>
> \+ msg.username
>
> \+ '</div>'
>
> \+ emojione.toImage(msg.message) + '<br/>'; // Parse emojis
>
> var element = document.getElementById('chat-messages');
>
> element.scrollTop = element.scrollHeight; // Auto scroll to the bottom
>
> });
>
> },
>
> methods: {
>
> send: function () {
>
> if (this.newMsg != '') {
>
> this.ws.send(
>
> JSON.stringify({
>
> email: this.email,
>
> username: this.username,
>
> message: $('<p>').html(this.newMsg).text() // Strip out html
>
> }
>
> ));
>
> this.newMsg = ''; // Reset newMsg
>
> }
>
> },
>
> join: function () {
>
> if (!this.email) {
>
> Materialize.toast('You must enter an email', 2000);
>
> return
>
> }
>
> if (!this.username) {
>
> Materialize.toast('You must choose a username', 2000);
>
> return
>
> }
>
> this.email = $('<p>').html(this.email).text();
>
> this.username = $('<p>').html(this.username).text();
>
> this.joined = true;
>
> },
>
> gravatarURL: function(email) {
>
> return 'http://www.gravatar.com/avatar/' + CryptoJS.MD5(email);
>
> }
>
> }
>
> });

# 总结

具体使用什么技术是需要根据使用场景进行选择的，在这里我为大家总结了http和websocket不同的使用场景，请大家参考。

## HTTP :

检索资源（Retrieve Resource）

高度可缓存的资源（Highly Cacheable Resource）

幂等性和安全性（Idempotency and Safety）

错误方案（Error Scenarios）

## websockt

快速响应时间（Fast Reaction Time）

持续更新（Ongoing Updates）

Ad-hoc消息传递（Ad-hoc Messaging）

错误的HTTP应用场景

依赖于客户端轮询服务，而不是由用户主动发起。

需要频繁的服务调用来发送小消息。

客户端需要快速响应对资源的更改，并且，无法预测更改何时发生。

错误的WebSockets应用场景

连接仅用于极少数事件或非常短的时间，客户端无需快速响应事件。

需要一次打开多个WebSockets到同一服务。

打开WebSocket，发送消息，然后关闭它 - 然后再重复该过程。

消息传递层中重新实现请求/响应模式。

以上内容都是我自己的一些感想，分享出来欢迎大家指正，顺便求一波关注，有问题的或者更好的想法的小伙伴可以评论私信我哦~或者
**点击[Java学习交流群](https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fjq.qq.com%2F%3F_wv%3D1027%26k%3D56dVylj)一起交流聊天！**

> 作者：DailyProgrammer
>
> 链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/81694216
>
> 来源：知乎

转载文章，原文链接：教你如何用Golang打造实时聊天系统

关键字词golang 聊天

分享到：

上一篇：? golang日志框架zap简洁配置

下一篇：golang快速入门[8.1]-变量类型、声明赋值、作用域声明周期与变量内存分配

如需留言，请登录，没有账号？请注册

0 条评论 0 人参与

网站首页 返回列表像“草根”一样，紧贴着地面，低调的存在，冬去春来，枯荣无恙。

教你如何用Golang打造实时聊天系统

admin 1年前

zhou 2年前

zhou 2年前

zhou 2年前

zhou 2年前

网站首页 返回列表 像“草根”一样，紧贴着地面，低调的存在，冬去春来，枯荣无恙。

教你如何用Golang打造实时聊天系统

admin 官方 1年前

zhou 2年前

zhou 2年前

zhou 2年前

zhou 2年前

网站首页返回列表像“草根”一样，紧贴着地面，低调的存在，冬去春来，枯荣无恙。

admin 1年前