WebSockets 、Server-Sent Events、Long-polling 对比

社交网络如此流行，以至于所有的厂商都想在他们的网站中加入一些新的特性，例如有些需要即时的通知。这是非常常见的需求，设想你打开一个页面后，你肯定想你收到的通知，好友的状态列表等等即时的展现出来。原来的web设计就是一种方法，一个请求，一个相应，而现在在HTML5的帮助下对于服务器和客户端的通信来讲，我们有了新的办法。虽然现在还是有很多人在使用Long-polling技术模拟服务器和客户端的通信。

随着web浏览器的更新换代，现在已经有相当的一部分浏览器具有了比较新的非常酷的特性。有相当大的一部分浏览器支持HTML5 cmmunication API，是否时候抛弃long-polling了？让我们拭目以待。

如果您的网站有任何需要告知用户的通信，那么这个测试对您就有帮助。很简单，这个测试就是用户获取私人信息，在通知用户未读信息的时候，我们采用long-polling、Server-Sent Events和WebSockets的方式实现，然后比较结果。

首先让我们来看一下例子中基础的代码，我们需要一个访问数据库的库，一个获取未读通知数量和添加一个新的通知的模型。

我们需要一张数据库表：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `notification` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `recipientUid` int(10) unsigned NOT NULL,
  `eventId` int(10) unsigned NOT NULL,
  `isNew` tinyint(1) unsigned NOT NULL DEFAULT '1',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `IX_recipientUid` (`recipientUid`),
  KEY `IX_isNew` (`isNew`)
) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='User notifications';

获取未读通知数量和添加通知的模型：

<?php
class Model_UserNotification
{
   private $_db;


   public function  __construct(Lib_Db $db)
   {
        $this->_db = $db;
   }
   /**
    *
    * @param int $recipientUid
    * @return int
    */
   public function fetchNumberByRecipientUid($recipientUid)
   {
       return $this->_db->fetch("SELECT count(*) as count "
           . " FROM notification WHERE recipientUid = %d AND isNew = 1"
           , $recipientUid)->count;
   }
   /**
    *
    * @param int $recipientUid
    * @param int $eventId
    */
   public function add($recipientUid, $eventId)
   {
       $this->_db->update("INSERT INTO "
           . " notification (`id`, `recipientUid`, `eventId`, `isNew`) VALUES (NULL, '%d', '%d', '1')"
           , $recipientUid, $eventId);
   }
   /**
    *
    * @param int $recipientUid
    */
   public function removeAll($recipientUid)
   {
       $this->_db->update("DELETE FROM "
           . " notification WHERE recipientUid = %d"
           , $recipientUid);
   }
}

Long polling

Long-polling technique explanation

运行原理

浏览器通过HTTP发送一个带有接收者ID（这里是user）的请求和当前状态（当前展示的未读通知的数量）到服务器。这将创建一个进程，这个进程一直查询数据库直到状态改变为止，当状态改变的时候，客户端就收到了服务器的相应，它可以更新自己的展示，而后发出下一个请求。

实现方式

客户端就是简单的两个input输入框，一个展示未读消息数量，一个展示上次消息到达的时间。JavaScript通过AJAX的方式向服务器发送接收者用户id和当前的状态（当前页面上展示的未读通知数量）。使用JSONP处理跨域。

...
<p>Recipient id: <?= $recipientUid ?></p>
<p>Notifications: <input id="notificationNum" size="4" name="some" value="<?= $displayedNotificationNum ?>" /></p>
<p>Last event arrived at: <input id="time" size="12" name="some" value="0" /></p>

<script type="text/javascript">

(function( $ ) {

var UID = <?= $recipientUid ?>;

$.NotifierLongPolling = (function() {
    var _stateNode = $('#notificationNum'), _timeNode = $('#time');
    return {
        onMessage : function(data) {
            _stateNode.val(data.updatedNotificationNum);
            _timeNode.val(data.time);
            setTimeout($.NotifierLongPolling.send, 3000);
        },
        send : function() {           
            $.ajax({
                    'url': 'server.php',
                    'type': 'POST',
                    'dataType': 'jsonp',
                    'jsonpCallback': '$.NotifierLongPolling.onMessage',
                    'data': 'recipientUid=' + UID + '&displayedNotificationNum='
                        + _stateNode.val()
            });
        }
    }
}());

// Document is ready
$(document).bind('ready.app', function() {
   setTimeout($.NotifierLongPolling.send, 40); 
});

})( jQuery );


</script>

服务器等待3秒，然后检查状态是否改变，如果状态改变了则响应请求，否则继续等待，然后查询。

//...
$recipientUid = (int)$_REQUEST["recipientUid"];
$displayedNotificationNum = (int)$_REQUEST["displayedNotificationNum"];
$secCount = 0;

do {
    sleep(IDLE_TIME);
    $updatedNotificationNum = $model->fetchNumberByRecipientUid($recipientUid);
} while ($updatedNotificationNum == $displayedNotificationNum);

header("HTTP/1.0 200");
printf ('%s({"time" : "%s", "updatedNotificationNum" : "%d"});'
    , $_REQUEST["callback"], date('d/m H:i:s'), $updatedNotificationNum);

客户端收到服务器返回的状态，然后展示出来，接下来再次发送请求。

Long-polling technique usage example screenshot

Server-Sent Events

Server-Sent Event API explanation

运行原理

浏览器通过HTTP向服务器发送请求，服务器端拿出数据库中的最新的信息，立即返回给客户端，客户端等待三秒后再次发出下一个请求。

实现方式

同样，浏览器中HTML两个input，JavaScript模块打开EventSource，把接受者的id传给服务端。

...
<p>Recipient id: <?= $recipientUid ?></p>
<p>Notifications: <input id="notificationNum" size="4" name="some" value="<?= $displayedNotificationNum ?>" /></p>
<p>Last event arrived at: <input id="time" size="12" name="some" value="0" /></p>

<script type="text/javascript">

(function( $ ) {

var UID = <?= $recipientUid ?>;

NotifierSSE = (function() {
    var _stateNode = $('#notificationNum'),
        _timeNode = $('#time'),
        _src,
        _handler = {
        onMessage : function(event) {            
             var data = JSON.parse(event.data);
            _stateNode.val(data.updatedNotificationNum);
            _timeNode.val(data.time);
        }
    };
    return {
        init : function () {
        _src = new EventSource("server.php?recipientUid=" + UID);
        _src.addEventListener('message', _handler.onMessage, false);
        }
    }
}());


// Document is ready
$(document).bind('ready.app', function() {
   setTimeout(NotifierSSE.init, 40); 
});

})( jQuery );

</script>

服务器端将最新的未读消息数量返回给客户端。

//...
header('Content-Type: text/event-stream');
header('Cache-Control: no-cache'); // recommended to prevent caching of event data.

$recipientUid = (int)$_REQUEST["recipientUid"];

function send($updatedNotificationNum)
{
    printf ("id: %s\n\n", PROC_ID);
    printf ('data: {"time" : "%s", "updatedNotificationNum" : "%d"}' . "\n\n"
        ,date('d/m H:i:s') , $updatedNotificationNum);
    ob_flush();
    flush();
}

while (true) {
    send($model->fetchNumberByRecipientUid($recipientUid));
    sleep(IDLE_TIME);
} 
//...

客户端收到相应后，onMessage事件的处理器将被调用。浏览器将每3秒发送一个请求，除非将连接关闭（Close方法）。

Server-Sent Event API usage example screenshot

WebSockets

运行原理

客户端通知WebSockets服务器一个事件，告诉他接收者id，服务器将立即通知消息，当任何新的未读消息来的时候，服务器都将立即返回数据给客户端。

实现方式

客户端打开一个WebSockets连接而且在/notification/updates上订阅一个事件处理。在HTML中添加一个发送向/notification/presents发送接收者id的button。这将在所有的打开连接中引起广播消息。所以每一个活跃的客户端都收到通知，客户端会检查消息中的id是否是当前登录的用户的id，如果是就更新通知数量。

<p>Recipient id: <?= $recipientUid ?></p>
    <p>Notification: <span id="display"></span></p>
    <button id="test">Fire an event</button>

<script>
    realtime = new realtimeComm(window.location.host + ":20001");
    realtime.addListener('/notification/updates', function(response) {
	    $('#display').html('Client #' + response.data.recipientUid + ' broadcast an action #' + response.data.actionId);
    });

    $('#test').bind('click', this, function(e){
        e.preventDefault();

        realtime.send('/notification/presence', {
            'actionId': 1,
            'recipientUid': <?= $recipientUid ?>
        }, function() {});

    });

</script>

在控制器上稍微操作一下，您可以使系统专门响应给定收件人用户ID的客户端。您可能已经注意到该示例在Chrome上运行完美，但对于Firefox 6.0，它会切换为长轮询。它宣布Firefox 6支持WebSockets，但您不会找到定义的WebSocket对象。好吧，让我们在realtime.js的顶部更改WebSocket可用性检查，如下所示：

if (!window.WebSocket) {
            window.WebSocket = window.MozWebSocket ? window.MozWebSocket : undefined;
 }

总结

浏览器兼容性

Long-polling支持大多数当前的浏览器
Server-Sent Events支持Chrome9+、Firefox6+、Opera11+、Safari5+
Chrome14、Firefox7支持最新的hybi-10协议，Firefox6支持hybi-07.

服务器负载

Long-polling占一小部分CPU资源，但是创建空的进程将浪费系统的内存
Server-Sent Events工作的方式有很多，除非Server-Sent Events不必在每一次响应发出后都关闭连接。
WebSockets，服务器只需要一个进程处理所有的请求，没有循环，不必为每个客户端都分配cpu和内存。

客户端负载

Long-polling取决于实现方式，但终究是一个异步的方式
Server-Sent Events采用浏览器的内置的实现方式，只花费很少的一部分资源。
WebSockets跟Server-Sent Events一样，采用浏览器的内置的实现方式，只花费很少的一部分资源。

时间线

Long-polling接近实时，但是发送新的请求和发送相应会有一定的时延。
Server-Sent Events默认延时3秒，但是可以调整。
WebSockets真正的实时

实现方式复杂度

Long-polling实现起来非常简单
Server-Sent Events甚至比Long-polling更简单
需要一个WebSockets服务器处理事件，并开放一个端口

点击这里可以下载例子的代码。

原文： http://dsheiko.com/weblog/websockets-vs-sse-vs-long-polling

翻译原文：https://www.oschina.net/translate/websockets-vs-sse-vs-long-polling