WebSocket简述与网络知识回顾
为什么用webSocket？
我们首先来讲webSocket是什么，然后来说他和http的区别，最后来讲为什么用websocket
WebSocket是什么
任何东西的出现都有目的，即为了解决特定的问题。普通的http相当于一问一答，且请求只能由client来发起(“请求只能由 client 发起”是 TCP + HTTP 语义 + 浏览器同源策略的硬性结果，且浏览器无法对外暴露端口，也就无法连接TCP)，那么如果服务端想先给client发送信息呢？这样就会导致client必须去轮询，很麻烦。所以我们需要一种双向连接的协议。故有了WebSocket。在具体讲之前，我们先来回顾一下网络
网络知识回顾
这里我想再来说一下有关socket和port的内容，首先来看port，由于我们主机中有多个进程，外部连接时想要连接，则要知道连接我们具体的哪个程序，那么port就相当于门牌号，通过传递port，就知道连接我们主机上的哪个进程，那么怎么知道我们主机在哪呢？通过ip就可以，所以通过ip+port就可以标识特定机器上的特定进程。接下来我们来看socket，如果说port是门牌号，那么socket可以看为大门，数据通过socket来进行从网络到进程的传输，在OS层面，socket就被抽象为了一种file description，而socket下又有TCPSocket，即通过TCP来进行传输。TCP连接的两端可以简单看为TcpSocket的对话。那么好，双方对话的过程中，client需要知道server程序的ip+port，server同时也需要知道client的ip+port，否则如果有多个连接，那么server无法分辨。也就是进行tcp连接的时候，双方需要实现这个图：
主机 A 主机 B
┌----------------------┐ ┌----------------------┐
│ 进程 1 socket fd=3 │───TCP 连接───────→│ 进程 2 socket fd=5 │
│ 本地 192.168.1.10:52341│ │ 本地 10.0.0.5:443 │
└----------------------┘ └----------------------┘
那么好，我们都知道，TCP link是client先发起请求，那么他怎么知道对面(即server)的ip+port呢？他的ip一般是不变的，但是这个port他肯定会变，我们需要给他设定一个对外暴露的端口，来对外提供服务。比如mysql端口就3306，前面说过了，端口只是门牌号，真正数据的传输需要大门，也就是socket，我们的socket就去监听这个端口，如果端口中有信息，那么通过socket拿过来。所以你在server一般可以看到这段代码：
int srv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(srv, 0.0.0.0:443); // socket监听对应端口
listen(srv, backlog);
accept(...); // 等待别人连进来
他对外暴露是为了提供服务，但是这会面临风险，互联网是不安全的，我们的计算机上有很多程序，如果都对外暴露端口，动动你聪明的小脑袋瓜也知道是不可能的。所以我们只会暴露特定的端口，一旦这个端口被暴露，他就不可以被别的程序用了(端口的目的就是标识唯一进程，肯定不可以重复的)。但是server也需要知道client的端口啊，如果client的端口扔给server，不就会client端口导致暴露吗？那么就到我们的OS大显身手的时候了，对于一个TCP 连接，他会给client一个用于这次连接的临时端口，等到连接结束了，那么给他换一下就可以了，然后用一个特定的socket去监听就可以了，你一般会看到这个代码
int cli = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
connect(cli, 服务器IP:443); // 主动“打出去”
这里OS肯定会给这个socket搞一个临时ip+port的。只是对我们透明了而已。所以对于网络连接来说，我们需要知道下面五个信息，便可以标识唯一socket
- 连接层协议:TCP / UDP
- 远程IP
- 远程端口
- 本机IP
- 本机端口
所以对于socket，如果他们中的这五个值不完全相同，那么就OS就可以分辨出对应的TCP数据传输链条，可以分辨对应的socket。所以对于一个port，他可以被多个socket连接(远程IP+port会不同)，但是逻辑上来说，去监听一个port，同一时刻只可以有一个socket。这里监听和连接的区别就是，某个socket去监听对应port，如果有对应的连接，那么执行连接。连接上的socket就可以进行TCP传输。前者只处理新的连接，后者则是连接后开始传输对应的数据。这就像NIO，有一个线程只处理新来的连接，后边的线程才去处理连接后的数据(比如读，写)这里只是类比，但是大体思路差不多。
既然讲到了IO，那么我们来说说IO 多路复用。简单来说，由于OS出色的抽象能力，出现了fd这个东西(这也是为什么java要用接口)，IO 多路复用就是用一个线程管理多个fd，这里fd可以是文件，可以是pipe，可以是socket，这就是抽象的强大之处。从最开始select的应用层轮询，到后边epoll的kernel事件触发。多路复用使得一个线程就可以管理多个fd的操作。这就像客服，他只在收到消息的时候去处理对应的消息，而不是给每个用户都配备一个客服，每个客服都去等待用户的消息。
回到WebSocket
前文说到浏览器无法对外暴露端口，因为如果暴露了，那么就相当于给坏人敞开大门了。且web去连接Server给的端口也是临时端口。那么我们又有了相关的需求，怎么办呢？WebSocket就来了，你看这里的Web和这里的Socket，他的目的就是让运行在浏览器里的脚本，能够像直接拿着一个 TCP socket 那样，随时双向收发数据，而不必再受 HTTP 请求-应答模型的限制 。他也是基于TCP协议，是和HTTP同等抽象概念的应用层协议。对TCP做了更强的增强。毕竟我们网络就是基于简单但是强大的底层来实现功能多样，安全的上层。