本文主要研究HTML5 WebSockets的使用方法，它是HTML5中最强大的通信功能，定义了一个全双工的通信信道，只需Web上的一个Socket即可进行通信，能减少不必要的网络流量并降低网络延迟。HTML5 WebSockets能使数据从几千字节减少到两字节，延迟从150ms减少到50ms，并且完美淘汰传统的Comet和Ajax轮询（polling）、长轮询（long-polling）以及流（streaming）解决方案。
目前实时Web应用的实现方式，大部分是围绕轮询和其他服务器端推送技术展开的，其中最著名的是Comet。Comet技术可以让服务器主动以异步方式向客户端推送数据。
使用轮询时，浏览器定期发送HTTP请求，并随即接收响应；使用长轮询时，浏览器向服务器发送一个请求，服务器会在一段时间内将其保持在打开状态；使用流解决方案时，浏览器会发送一个完整的HTTP请求，但服务器会发送并保持一个处于打开状态的响应，该响应持续更新并无限期处于打开状态。
上述的三个方法，在发送实时数据时都会涉及到HTTP请求和响应包头，且包含大量额外的、不必要的报头数据，会造成传输延迟。
一、解读HTML5 WebSockets
1、WebSocket握手
为了建立WebSocket通信，客户端和服务器在初始握手时，将HTTP协议升级到WebSocket协议。一旦连接建立成功，就可以在全双工模式下在客户端和服务器之间来回传送WebSocket消息。
注：在网络中，每个消息以0x00字节开头，以0xFF结尾，中间数据采用UTF-8编码格式。
2、WebSocket接口
除了对WebSocket协议的定义之外，还定义了用于JavaScript应用程序的WebSocket接口。
interface WebSocket{
readonly attribute DOMString URL;
//就绪状态
const unsigned short CONNECTING = 0;
const unsigned short OPEN = 1;
const unsigned short CLOSED = 2;
readonly attribute unsigned short readyState;
readonly attribute unsigned short bufferedAmount;
//网络
attribute Function onopen;
attribute Function onmessage;
attribute Function onclose;
boolean send(in DOMSString data);
void close();
};
WebSocket implements EventTarget;
注意：ws://和wss://前缀分别表示WebSocket连接和安全的WebSocket连接。
二、HTML5 WebSockets API
本节讨论HTML5 WebSockets的使用方法
1、检测浏览器是否支持
通过window.WebSocket来判断浏览器是否支持。
2、API的基本用法
a. WebSocket对象的创建以及与WebSocket服务器的连接
url = "ws://localhost:8080/echo";
ws = new WebSocket(url);
上述两行代码也可以合并为一行代码：
ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/echo");
b. 添加事件监听器
WebSocket遵循异步编程模型，打开socket后，只需等待事件发生，而不需主动向服务器轮询，因此需要添加回调函数来监听事件。
WebSocket对象有三个事件：open、close和message。当连接建立时触发open事件，当收到消息时触发message事件，当WebSocket连接关闭时触发close事件。
ws.onopen = function(){
log("open");
}
ws.onmessage = function(){
log(e.data);
}
ws.onclose = function(){
log("closed");
}
c. 发送消息
当socket处于打开状态（即调用onopen监听程序之后，调用onclose监听程序之前），可以使用send方法发送消息。
ws.send("Hello World");
三、HTML5 WebSockets 应用示例
本节将结合前面讲述的Geolocation接口来创建一个直接在Web页面中计算距离的应用。
1、编写HTML文件
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</title>
<link rel="stylesheet" href="styles.css">
</head>
<body onload="loadDemo()">
<h1>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</h1>
<div><strong>Geolocation</strong>: <p id="geoStatus">你的浏览器不支持HTML5 Geolocation</p></div>
<div><strong>WebSocket</strong>: <p id="socketStatus">你的浏览器不支持HTML5 Web Sockets</p></div>
</body>
</html>
2、添加WebSocket代码
function loadDemo(){
//确保浏览器支持WebSocket
if(window.WebSocket){
url = "ws://localhost:8080";//broadcast WebSocket服务器位置
ws = new WebSocket(url);
ws.onopen = function(){
updateSocketStatus("连接已建立");
}
ws.onmessage = function(e){
updateSocketeStatus("更新位置数据：" + dataReturned(e.data));
}
}
}
3、添加Geolocation代码
var geo;
if(navigator.geolocation){
geo = navigator.geolocation;
updateGeolocationStatus("浏览器支持HTML5 Geolocation");
}
geo.watchPosition(updateLocation,handleLocationError,{maximumAge:20000});//每20s更新一次
function updateLocation(position){
var latitude = position.coords.latitude;
var longitude = position.coords.longitude;
var timestamp = position.timestamp;
updateGeolocationStatus("位置更新时间：" + timestamp);
var toSend = JSON.stringify([myId,latitude,longitude]);
sendMyLocation(toSend);
}
4、合并所有内容
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</title>
<link rel="stylesheet" href="styles.css">
</head>
<body onload="loadDemo()">
<h1>HTML5 WebSocket / Geolocation 追踪器</h1>
<div><strong>Geolocation</strong>: <p id="geoStatus">你的浏览器不支持HTML5 Geolocation</p></div>
<div><strong>WebSocket</strong>: <p id="socketStatus">你的浏览器不支持HTML5 Web Sockets</p></div>
</body>
<script>
//WebSocket的引用
var ws;
//为该会话生成的唯一随机的ID
var myId = Math.floor(100000*Math.random());
//当前显示的行数
var rowCount;
function updateSocketStatus(message){
document.getElementById("socketStatus").innerHTML = message;
}
function updateGeolocationStatus(message){
document.getElementById("geoStatus").innerHTML = message;
}
function loadDemo(){
//确保浏览器支持WebSocket
if(window.WebSocket){
url = "ws://localhost:8080";//broadcast WebSocket服务器位置
ws = new WebSocket(url);
ws.onopen = function(){
updateSocketStatus("连接已建立");
}
ws.onmessage = function(e){
updateSocketStatus("更新位置数据：" + dataReturned(e.data));
}
}
var geo;
if(navigator.geolocation){
geo = navigator.geolocation;
updateGeolocationStatus("浏览器支持HTML5 Geolocation");
}
geo.watchPosition(updateLocation,handleLocationError,{maximumAge:20000});//每20s更新一次
function updateLocation(position){
var latitude = position.coords.latitude;
var longitude = position.coords.longitude;
var timestamp = position.timestamp;
updateGeolocationStatus("位置更新时间：" + timestamp);
var toSend = JSON.stringify([myId,latitude,longitude]);
sendMyLocation(toSend);
}
function sendMyLocation(newLocation){
if(ws){
ws.send(newLocation)
}
}
function dataReturned(locationData){
var allData = JSON.parse(locationData);
var incomingId = allData[1];
var incomingLat = allData[2];
var incomingLong = allData[3];
var incomingRow = document.getElementById(incomingId);
if(!incomingRow){
incomingRow = document.getElementById("div");
incomingRow.setAttribute("id",incomingId);
incomingRow.userText = (incomingId == myId)?"Me":'User' + rowCount;
rowCount++;
document.body.appendChild(incomingRow);
}
incomingRow.innerHTML = incomingRow.userText + " \\ Lat: " +
incomingLat + " \\ Lon: " +
incomingLong;
return incomingRow.userText;
}
function handleLocationError(error){
switch(error.code){
case 0:
updateGeolocationStatus("检索位置信息出错: " + error.message);
break;
case 1:
updateGeolocationStatus("用户阻止获取位置信息。");
break;
case 2:
updateGeolocationStatus("浏览器不能检测你的位置信息: " + error.message);
break;
case 3:
updateGeolocationStatus("浏览器检索位置信息超时。");
break;
}
}
</script>
</html>
注意：上述代码的运行需要一个额外服务器的支持，在此把原书里提供的使用Python写的服务器文件附上，关于如何运行Python，请参考网上其他资料。
本文的源码请从http://git.oschina.net/niweiwei/HTML5/tree/master/websocket上进行下载。
