初学者指南：使用 Node.js WebSocket 构建实时网络应用程序

WebSocket是一种全双工通信协议，允许在客户端和服务器之间建立持久连接。在实时网络应用程序中，WebSocket 非常有用，因为它允许客户端和服务器在不中断连接的情况下立即交换数据。

安装和配置

要使用 Node.js 的 WebSocket，首先需要安装ws包：

npm install ws

然后，你需要创建 WebSocket 服务器：

const WebSocket = require("ws");

const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

这会创建一个侦听 8080 端口的 WebSocket 服务器。

客户端 WebSocket

在客户端，你可以使用ws包创建 WebSocket 客户端：

const WebSocket = require("ws");

const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080");

这会创建一个连接到本地主机 8080 端口的 WebSocket 客户端。

事件处理

WebSocket 服务器和客户端都提供事件处理程序，用于接收和发送数据。

• 服务器：
  • connection：当客户端连接到服务器时触发。
  • message：当客户端发送消息时触发。
  • close：当客户端关闭连接时触发。
• 客户端：
  • open：当客户端成功连接到服务器时触发。
  • message：当服务器发送消息时触发。
  • close：当客户端或服务器关闭连接时触发。

发送和接收数据

在服务器上，你可以使用send方法向已连接的客户端发送消息：

ws.send("Hello from server!");

在客户端上，你可以使用send方法向服务器发送消息：

ws.send("Hello from client!");

心跳

WebSocket 服务器可以通过发送心跳消息来保持连接处于活动状态。这有助于防止不活动的连接被防火墙或代理服务器关闭。你可以使用ping和pong方法来实现心跳：

// 服务器
wss.on("connection", ws => {
  setInterval(() => {
    ws.ping();
  }, 30000);
});

// 客户端
ws.on("ping", () => {
  ws.pong();
});

安全性

WebSocket 连接默认不安全。为了确保数据传输的安全，你应该使用 SSL/TLS：

const https = require("https");
const fs = require("fs");

const httpsServer = https.createServer({
  key: fs.readFileSync("key.pem"),
  cert: fs.readFileSync("cert.pem")
});

const wss = new WebSocket.Server({ server: httpsServer });

示例应用程序

下面是一个简单的 Node.js WebSocket 应用程序示例，它显示了一个聊天室：

// 服务端
const WebSocket = require("ws");
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on("connection", ws => {
  ws.on("message", message => {
    wss.clients.forEach(client => {
      if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(message);
      }
    });
  });
});

// 客户端
const WebSocket = require("ws");
const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080");

ws.on("open", () => {
  ws.send("Hello from client!");
});

ws.on("message", message => {
  console.log(message);
});

进阶使用

• 压缩：WebSocket 支持数据压缩，可以提高网络性能。
• 分片：大型消息可以分成较小的片段，以避免网络拥塞。
• 认证和授权：你可以实现身份验证和授权机制来保护你的 WebSocket 应用程序。