WebSocket 相关及socket.io创建聊天室

首先，关于websocket教程，参考详细教程

WebSocket 是一种网络通信协议，很多高级功能都需要它。

WebSocket出现的原因

因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，单向请求，如果服务端有状态变化，却无法及时通知客户端。（“轮询”效率低，要一直保持连接或者重复连接）。实现在一个单独的持久连接上提供全双工、双向通信。
（不选择WebSocket的情况下，选择XHR和SSE也可以实现双向通信）

详细说说websocket的各个方面（升级握手过程，什么类型的通信，优缺点，传输格式）

握手——请求

为了实现WebSocket通信，在HTTP连接建立之后，需要完成一次“握手”的步骤。需要用到HTTP的Upgrade首部字段，告知服务器通信协议发生改变，以达到握手的目的。

Sec-WebSocket-Key字段是WebSocket客户端发送的一个 base64编码的密文，浏览器随机生成，要求服务端必须返回一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept应答，否则客户端会抛出Error during WebSocket handshake错误，并关闭连接。
Sec-WebSocket-Protocol字段记录使用的子协议，子协议按照WebSocket协议标准在连接分开使用时，定义那些连接的名称。

握手——响应

对于之前的请求，返回状态101Switching Protocols的响应


Sec-WebSocket-Accept的字段值是服务端采用与客户端Sec-WebSocket-Key一致的密钥计算出来后返回客户端的

成功握手确立WebSocket连接之后，通信时不再使用HTTP的数据帧，而采用WebSocket独立的数据帧，过程如下：

WebSocket优点

推送功能：支持服务器向客户端推送数据的推送功能。这样，服务器可直接发送数据，而不必等待客户的请求。
减少通信量：只要建立起WebSocket连接，就希望一直保持连接的状态。和http相比，不但每次连接时的总开销减少，而且由于WebSocket的首部信息很小，通信量也相应减少了。

websocket缺点

协议制定时间长，存在安全问题

WebSocket特点

它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。
其他特点包括：
（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。
（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。
（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

ws://example.com:80/some/path

HTTP、WebSocket的区别

HTTP长连接中，每次数据交换除了真正的数据部分外，服务器和客户端还要大量交换HTTP header，信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个请求建立了TCP连接之后，之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据，这显然和原有的HTTP协议有区别，所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现（主流浏览器都已支持HTML5）。此外还有 multiplexing、不同的URL可以复用同一个WebSocket连接等功能。这些都是HTTP长连接不能做到的。

http和WebSocket有什么共同的地方

WebSocket与http协议一样都是基于TCP的，所以他们都是可靠的协议，调用的WebSocket的send函数在实现中最终都是通过TCP的系统接口进行传输的。

websocket怎么去判断用户是登录状态

通过发送用户ID去识别，在连接时可以在url后面接参

WebSocket与Socket.io

我们在使用WebSocket协议时通常不会使用它的API来实现，而是借助于Socket.io，Socket.io是一个WebSocket库，包括客户端的js和服务端的nodejs，它的目标是构建可以在不同浏览器和移动设备上使用的实时应用。它会自动根据浏览器从WebSocket、AJAX长轮询等各种方式中选择最佳的方式来实现网络实时应用，也就是说如果浏览器对WebSocket兼容性差，Socket.io会自动选择最佳方式实现实时通信，非常方便和人性化。

客户端简单示例

//WebSocket 对象作为一个构造函数，用于新建 WebSocket 实例。
var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");

ws.onopen = function(evt) { 
  console.log("Connection open ..."); 
  ws.send("Hello WebSockets!");
};

ws.onmessage = function(evt) {
  console.log( "Received Message: " + evt.data);
  ws.close();
};

ws.onerror = function(evt){
    console.log("Connection error.")
}

ws.onclose = function(evt) {
  console.log("Connection closed.");
};

这几个事件中，只有close事件的event对象有额外的信息。这个事件的事件对象有三个额外的属性：wasClean、code、reason，
wasClean：一个布尔值，表示连接是否已经明确得关闭
code：服务器返回的数值状态码
reason：一个字符串，包含服务器发回的消息，可以把这些信息给用户显示，也可以记录在日志中便于将来分析。

webSocket.readyState

readyState属性返回实例对象的当前状态，共有四种。

• CONNECTING：值为0，表示正在连接。
• OPEN：值为1，表示连接成功，可以通信了。
• CLOSING：值为2，表示连接正在关闭。
• CLOSED：值为3，表示连接已经关闭，或者打开连接失败。

示例：

switch (ws.readyState) {
  case WebSocket.CONNECTING:
    // do something
    break;
  case WebSocket.OPEN:
    // do something
    break;
  case WebSocket.CLOSING:
    // do something
    break;
  case WebSocket.CLOSED:
    // do something
    break;
  default:
    // this never happens
    break;
}

webSocket.onopen

实例对象的onopen属性，用于指定连接成功后的回调函数。

ws.onopen = function () {
  ws.send('Hello Server!');
}

如果要指定多个回调函数，可以使用addEventListener方法。

ws.addEventListener('open', function (event) {
  ws.send('Hello Server!');
});

webSocket.onclose

实例对象的onclose属性，用于指定连接关闭后的回调函数。

ws.onclose = function(event) {
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event
};

ws.addEventListener("close", function(event) {
  var code = event.code;
  var reason = event.reason;
  var wasClean = event.wasClean;
  // handle close event
});

webSocket.onmessage

实例对象的onmessage属性，用于指定收到服务器数据后的回调函数。

ws.onmessage = function(event) {
  var data = event.data;
  // 处理数据
};

ws.addEventListener("message", function(event) {
  var data = event.data;
  // 处理数据
});

注意，服务器数据可能是文本，也可能是二进制数据（blob对象或Arraybuffer对象）。

ws.onmessage = function(event){
  if(typeof event.data === String) {
    console.log("Received data string");
  }

  if(event.data instanceof ArrayBuffer){
    var buffer = event.data;
    console.log("Received arraybuffer");
  }
}

除了动态判断收到的数据类型，也可以使用binaryType属性，显式指定收到的二进制数据类型。

// 收到的是 blob 数据
ws.binaryType = "blob";
ws.onmessage = function(e) {
  console.log(e.data.size);
};

// 收到的是 ArrayBuffer 数据
ws.binaryType = "arraybuffer";
ws.onmessage = function(e) {
  console.log(e.data.byteLength);
};

webSocket.send()

实例对象的send()方法用于向服务器发送数据。

发送文本的例子。

ws.send('your message');

发送 Blob 对象的例子。

var file = document
  .querySelector('input[type="file"]')
  .files[0];
ws.send(file);

发送 ArrayBuffer 对象的例子。

// Sending canvas ImageData as ArrayBuffer
var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
var binary = new Uint8Array(img.data.length);
for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
  binary[i] = img.data[i];
}
ws.send(binary.buffer);

webSocket.bufferedAmount

实例对象的bufferedAmount属性，表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。

var data = new ArrayBuffer(10000000);
socket.send(data);

if (socket.bufferedAmount === 0) {
  // 发送完毕
} else {
  // 发送还没结束
}

webSocket.onerror

实例对象的onerror属性，用于指定报错时的回调函数。

socket.onerror = function(event) {
  // handle error event
};

socket.addEventListener("error", function(event) {
  // handle error event
});

服务端的实现

WebSocket 服务器的实现，可以查看维基百科的列表。

常用的 Node 实现有以下三种。

• µWebSockets
• Socket.IO
• WebSocket-Node

创建聊天室

/*app.js*/
//构建http服务
var app = require('http').createServer()
//引入socket.io
var io = require('socket.io')(app);
//定义监听端口，可以自定义，端口不要被占用
var PORT = 8081;
/*定义用户数组*/
var users = [];
//监听端口
app.listen(PORT);
io.on('connection', function (socket) {
    /*是否是新用户标识*/
    var isNewPerson = true;
    /*当前登录用户*/
    var username = null;
    /*监听登录*/
    socket.on('login',function(data){
        for(var i=0;i<users.length;i++){
            if(users[i].username === data.username){
                isNewPerson = false
                break;
            }else{
                isNewPerson = true
            }
        }
        if(isNewPerson){
            username = data.username
            users.push({
                username:data.username
            })
            /*登录成功*/
            socket.emit('loginSuccess',data)
            /*向所有连接的客户端广播add事件*/
            io.sockets.emit('add',data)
        }else{
            /*登录失败*/
            socket.emit('loginFail','')
        }
    })


    /*退出登录*/
    socket.on('disconnect',function(){
        /*向所有连接的客户端广播leave事件*/
        io.sockets.emit('leave',username)
        users.map(function(val,index){
            if(val.username === username){
                users.splice(index,1);
            }
        })
    })

    socket.on('sendMessage',function(data){
        io.sockets.emit('receiveMessage',data)
    })
})

console.log('app listen at'+PORT);

/*chat.js*/
$(function(){
    /*建立socket连接，使用websocket协议，端口号是服务器端监听端口号*/
    var socket=io('ws://localhost:8081');
    /*定义用户名*/
    var uname = null;

    /*登录*/
    $('.login-btn').click(function(){
        uname = $.trim($('#loginName').val());
        if(uname){
            /*向服务端发送登录事件*/
            socket.emit('login',{username:uname})
        }else{
            alert('请输入昵称')
        }
    })

    /*登录成功*/
    socket.on('loginSuccess',function(data){
        if(data.username === uname){
            checkin(data)
        }else{
            alert('用户名不匹配，请重试')
        }
    })

    /*登录失败*/
    socket.on('loginFail',function(){
        alert('昵称重复')
    })

    /*新人加入提示*/
    socket.on('add',function(data){
        var html = '<p>系统消息:'+data.username+'已加入群聊</p>';
        $('.chat-con').append(html);
    })

    /*隐藏登录界面 显示聊天界面*/
    function checkin(data){
        $('.login-wrap').hide('slow');
        $('.chat-wrap').show('slow');
    }

    /*退出群聊提示*/
    socket.on('leave',function(name){
        if(name != null){
            var html = '<p>FBI warning:'+name+'已退出群聊</p>';
            $('.chat-con').append(html);
        }
    })

    /*chat.js*/
    /*发送消息*/
    $('.sendBtn').click(function(){
        sendMessage()
    });
    $(document).keydown(function(event){
        if(event.keyCode === 13){
            sendMessage()
        }
    })
    function sendMessage(){
        var txt = $('#sendtxt').val();
        $('#sendtxt').val('');
        if(txt){
            socket.emit('sendMessage',{username:uname,message:txt});
        }
    }
    /*接收消息*/
    socket.on('receiveMessage',function(data){
        showMessage(data)
    })

    /*显示消息*/
    function showMessage(data){
        var html
        //预防XSS攻击
        var msg=data.message
        msg= msg.replace(/\\/g,'\\\\');
        msg= msg.replace(/"/g,'\\"');
        if(data.username === uname){
            html = '<div class="chat-item item-right clearfix"><span class="img fr"></span><span class="message fr">'+msg+'</span></div>'
        }else{
            html='<div class="chat-item item-left clearfix rela"><span class="abs uname">'+data.username+'</span><span class="img fl"></span><span class="fl message">'+msg+'</span></div>'
        }
        $('.chat-con').append(html);
    }

})