go 实现 websocket服务以及代理
1. 协议说明
websocket 是一种在单个 tcp 连接上进行全双工通信的协议。websocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。websocket 主要用在b/s架构的应用程序中，在 websocket api 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接， 并进行双向数据传输。
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。
websocket 协议在2008年诞生，2011 年成为国际标准。现在最新版本浏览器都已经支持了。
websocket 是一种应用层协议
websocket 的典型特点：
- 基于 tcp 协议的应用层协议，实现相对简单
- 单个 tcp 连接上进行全双工通信
- 兼容 http 协议，默认端口也是 80 和 443
ws://host:port/path/querywss://host:port/path/query
- 握手阶段采用 http 协议，能通过各种 http 代理服务器
- 数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效
- 可以发送文本和二进制数据
- 没有浏览器的同源限制
websocket 的典型场景：
- 即时通信
- 协同编辑/编辑
- 实时数据流的拉取与推送
2. websocket 推送和浏览器轮询
在 b/s 开发领域，若需要浏览器 b 即时得到服务器的状态更新，常使用两个方案：
- 浏览器端轮询
- 服务器端推送
浏览器轮询：浏览器端，当需要获取最新数据状态时，利用脚本程序循环向服务端发送请求。
服务器推送，服务器端，当状态改变时，将数据发送到浏览器端。
http/2 版本也支持服务器端推送，但实现上以推送静态资源为主，不能基于业务逻辑推送特定的消息，因此当前的普及使用率 websocket 还是主流。
3. websocket 和 http
相同点
- 应用层协议
- b/s 架构中使用
- 基于 tcp 协议
- 端口默认都是：80 和 443
不同点
4. websocket 握手过程
通过 http 请求响应，中的头信息，完成 websocket 握手，如图：
- 在请求头中添加如下信息
# 升级为 websocket upgrade: websocket connection: upgrade # 一个 base64 encode 的值，有于验证服务器端是否支持websocket sec-websocket-key: x4jjhmbdl22zlk1gbhxdw== # 用户协议，可以视为不同业务逻辑的频道 sec-websocket-protocol: chat # 协议版本，13是当前通用版本，几乎不需要更改 sec-websocket-version: 13
基于以上请求头，服务器端，就知道需要将协议升级为 websocket 协议，并提供一些验证信息。
- 服务端的响应头
http/1.1 101 switching protocols # 协议升级 upgrade: websocket # 连接状态 connection: upgrade # websocket服务端根据sec-websocket-key生成 sec-websocket-accept: s3pplmbitxaq9kygzzhzrbk+xoo= # websocket协议用户协议 sec-websocket-protocol: chat
基于以上响应头，浏览器端就知道服务器端升级成功，并通过了验证。
至此，b/s 端可以基于该连接，完成 websocket 双向通信了。
websocket 只能发送 get 请求
5. websocket 状态码和消息类型
5.1 状态码
5.2 消息类型
textmessage 和 binarymessage 分别表示发送文本消息和二级制消息
closemessage 关闭帧，接收方收到这个消息就关闭连接
pingmessage 和 pongmessage : 是保持心跳的帧
- 发送方 -> 接收方是 pingmessage
- 接收方 -> 发送方是 pongmessage
由服务器发 ping 给浏览器，浏览器返回 pong 消息
6. websocket 服务器实现
使用 github.com/gorilla/websocket 这个库函数
func websocketserver() {
addr := "localhost:8002"
http.handlefunc("/wshandler", websocketupgrade)
log.println("starting websocket server at " + addr)
go func() {
err := http.listenandserve(addr, nil)
if err != nil {
log.fatal(err)
}
}()
log.println("websocket 服务器正在运行。按ctrl+c退出")
select {}
}
func websocketupgrade(resp http.responsewriter, req *http.request) {
// 初始化 upgrader
upgrader := websocket.upgrader{} // 使用默认的选项
// 第三个参数是响应头,默认会初始化
conn, err := upgrader.upgrade(resp, req, nil)
if err != nil {
log.println(err)
return
}
defer conn.close()
// 读取客户端的发送额消息,并返回
go readmessage(conn)
select {}
}
// 读取客户端发送的消息,并返回
func readmessage(conn *websocket.conn) {
for {
// 消息类型:文本消息和二进制消息
messagetype, msg, err := conn.readmessage()
if err != nil {
log.println(err)
return
}
fmt.println("receive msg:", string(msg))
err = conn.writemessage(messagetype, msg)
if err != nil {
log.println("write error:", err)
return
}
}
}使用 apifox 测试 websocket 是否能连接并且发送消息
消息发送成功，同时也接收到来服务端的消息
消息接收成功
7. websocket 代理实现
package websocket
import (
"log"
"net/http"
"net/http/httputil"
"net/url"
)
var (
// 代理服务器地址
proxyserver = "127.0.0.1:8082"
// 真实websocket服务器地址
websocketserver = "http://127.0.0.1:8002"
)
func websocketproxy() {
url, err := url.parse(websocketserver)
if err != nil {
log.println(err)
}
proxy := httputil.newsinglehostreverseproxy(url)
log.println("websocket 代理启动, 按ctrl+c退出")
http.listenandserve(proxyserver, proxy)
}
8. websocket 服务端主动推送功能的实现
websocket 服务器每隔 3 秒会主动向服务器推送消息"heart beat"
func websocketserver() {
addr := "localhost:8002"
http.handlefunc("/wshandler", websocketupgrade)
log.println("starting websocket server at " + addr)
go func() {
err := http.listenandserve(addr, nil)
if err != nil {
log.fatal(err)
}
}()
log.println("websocket 服务器正在运行。按ctrl+c退出")
select {}
}
func websocketupgrade(resp http.responsewriter, req *http.request) {
// 初始化 upgrader
upgrader := websocket.upgrader{} // 使用默认的选项
// 第三个参数是响应头,默认会初始化
conn, err := upgrader.upgrade(resp, req, nil)
if err != nil {
log.println(err)
return
}
defer conn.close()
// 主动向服务端推送消息
go pushmessage(conn)
// 读取客户端的发送额消息,并返回
go readmessage(conn)
select {}
}
// websocket 服务器主动服务器推送消息
func pushmessage(conn *websocket.conn) {
for {
err := conn.writemessage(websocket.textmessage, []byte("heart beat"))
if err != nil {
log.println(err)
return
}
time.sleep(time.second * 3)
}
}
// 读取客户端发送的消息,并返回
func readmessage(conn *websocket.conn) {
for {
// 消息类型:文本消息和二进制消息
messagetype, msg, err := conn.readmessage()
if err != nil {
log.println(err)
return
}
fmt.println("receive msg:", string(msg))
err = conn.writemessage(messagetype, msg)
if err != nil {
log.println("write error:", err)
return
}
}
}每隔三秒可以看到服务推送过来的消息
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持代码网。