WebSocket 允許我們創建“實時”應用程序，與傳統 API 協議相比，該應用程序速度更快且開銷更少。
一、WebSocket 是如何工作的
按照傳統的定義，WebSocket是一種雙工協議，主要用于客戶端-服務器通信通道。它本質上是雙向的，這意味著通信在客戶端與服務器之間來回發生。
使用 WebSocket 開發的連接只要任何參與方中斷連接就會持續存在。一旦一方斷開連接，另一方將無法進行通信，因為連接會在其前面自動斷開。
WebSocket需要HTTP的支持來發起連接。說到它的實用性，當涉及到數據的無縫流和各種不同步流量時，它是現代 Web 應用程序開發的支柱。
二、為什么需要 Web Socket 以及何時應該避免使用 Web Socket
WebSocket 是一種重要的客戶端-服務器通信工具，人們需要充分了解其實用性并避免使用其最大潛力的場景。
在以下情況下使用 WebSocket：
1.開發實時網絡應用程序
WebSocket 最常見的用途是實時應用程序開發，其中它有助于在客戶端連續顯示數據。當后端服務器不斷發回這些數據時，WebSocket 允許在已經打開的連接中不間斷地推送或傳輸這些數據。WebSocket 的使用使此類數據傳輸變得快速并充分利用了應用程序的性能。
此類 WebSocket 實用程序的一個現實示例是比特幣交易網站。在這里，WebSocket 協助部署的后端服務器向客戶端發送數據處理。
2.創建聊天應用程序
聊天應用程序開發人員在一次性交換和發布/廣播消息等操作中向 WebSocket 尋求幫助。由于使用相同的 WebSocket 連接來發送/接收消息，因此通信變得簡單快捷。
3.正在開發游戲應用程序
在游戲應用程序開發過程中，服務器必須不間斷地接收數據，而不要求 UI 刷新。WebSocket 可以在不影響游戲應用程序 UI 的情況下實現這一目標。
既然已經清楚了應該在哪里使用 WebSocket，請不要忘記了解應該避免使用 WebSocket 的情況，讓自己遠離大量的操作麻煩。
當需要獲取舊數據或僅需要一次性處理數據時，不應該使用 WebSocket。在這些情況下，使用 HTTP 協議是明智的選擇。
三、WebSocket 與 HTTP
由于 HTTP 和 WebSocket 都用于應用程序通信，因此人們經常感到困惑，并且很難從這兩者中選擇一個。看一下下面提到的文本，可以更清楚地了解 HTTP 和 WebSocket。
如前所述，WebSocket 是一種框架式雙向協議。相反，HTTP 是一個在 TCP 協議之上運行的單向協議。
由于WebSocket協議能夠支持連續的數據傳輸，因此主要用于實時應用程序開發。HTTP 是無狀態的，用于開發RESTful和 SOAP 應用程序。Soap仍然可以使用HTTP來實現，但是REST被廣泛傳播和使用。
在 WebSocket 中，通信發生在兩端，這使其成為更快的協議。在 HTTP 中，連接是在一端建立的，這使得它比 WebSocket 有點慢。
WebSocket使用統一的TCP連接，需要一方終止連接。在發生這種情況之前，連接將保持活動狀態。HTTP 需要為單獨的請求構建不同的連接。請求完成后，連接會自動斷開。
四、WebSocket 連接是如何建立的
該過程從WebSocket 握手開始，涉及使用新方案 ws 或 wss。為了快速理解，您可以將它們分別視為 HTTP 和安全 HTTP (HTTPS)。
使用此方案，服務器和客戶端應遵循標準 WebSocket 連接協議。WebSocket 連接建立從 HTTP 請求升級開始，該請求具有幾個標頭，例如 Connection: Upgrade、Upgrade: WebSocket、Sec-WebSocket- Key 等。
以下是建立此連接的方式：
1.請求
連接：升級標頭 表示 WebSocket 握手，而Sec-WebSocket-Key具有 編碼的隨機值。該值是在每次 WebSocket 握手期間任意生成的。除了上述內容之外，密鑰標頭也是該請求的一部分。
2.響應
響應標頭Sec-WebSocket-Accept具有Sec-WebSocket-Key請求標頭中提交的值的熱情。這與特定的協議規范相關，并被廣泛用于防止誤導性信息。換句話說，它增強了 API 安全性并阻止配置不當的服務器在應用程序開發中造成錯誤。
五、WebSocket協議
WebSocket 協議是一種框架協議，涉及每個數據的各種離散卡盤。它還部署幀類型、數據部分和有效負載長度以確保正常運行。要詳細了解 WebSocket 協議，了解其構建模塊至關重要。下面提到了最重要的部分。
Fin Bit是 WebSocket 的基本位。當開始連接時它將自動生成。
RSV1 、RSV2、RSV3 位是為進一步的機會保留的位。
操作碼是每個幀的一部分，解釋解釋特定幀的有效負載數據的過程。一些常見的操作碼值為 0x00、0x0、0x02、0x0a、0x08 等。
當一位設置為 1 時， 掩碼位激活。
WebSocket 要求對所有有效負載數據使用客戶端選擇的隨機密鑰。屏蔽密鑰與有效負載數據結合時，有助于 XOR 操作中的有效負載數據共享。這樣做對于應用程序API 安全性非常重要，因為屏蔽可以防止緩存誤解或緩存中毒。
現在讓我們詳細了解其關鍵組成部分：
有效負載長度
這用于 WebSocket 中有效負載數據的總長度編碼。當編碼數據長度小于126字節時，顯示Payload len。一旦有效負載數據長度超過 126 字節，就會使用附加字段來描述有效負載長度。
掩蔽鍵
客戶端發送到服務器的每個幀都用 32 位值進行掩碼。當掩碼位為 1 時，顯示掩碼鍵。如果掩碼位為 0，則掩碼鍵為零。
有效載荷數據
各種任意應用數據和擴展數據被稱為有效負載數據。客戶端和服務器使用此數據進行協商，并用于早期的 WebSocket 握手。
六、結論
WebSocket 支持客戶端和服務器之間的雙向交互式通信會話，而無需輪詢服務器以獲得答復，從而提供了比其他協議更高的速度和實際功能。但與所有應用程序一樣，使用 WebSocket 需要仔細的編程實踐和運行時保護，以防范一組獨特的威脅。與傳統方法相比，這種 API 深度防御策略將改善對用戶和組織的保護。
