使用 Socket.IO 开发聊天室

前言

Socket.IO 是一个用来实现实时双向通信的框架，其本质是基于 WebSocket 技术。

我们首先来聊聊 WebSocket 技术，先设想这么一个场景：

· 用户小A，打开了某个网站的充值界面，该界面上有一个付款的二维码。

· 当小A 用某宝的 APP 扫码付款之后，网页要自动跳转到付款成功的界面。最简单的方法就是网页每隔一段时间就请求一次服务器——“怎么样？那货付款没有？”，“怎么样？还没付吗？”，“怎么样？这次总该付了吧”。

· 当接收到服务端返回确认付款的标识后，页面再进行跳转。

这种定时对服务端发送 HTTP 请求的技术也被称为“轮询”。轮询的缺点也显而易见，短时间内的多次访问无疑会对服务器造成很大压力。

　　后来，人们发明了长轮询技术。这与短轮询的区别在于，每次浏览器请求服务器后，服务器并不会立即返回“用户还未付款”的结果，而是一直将 HTTP 保持在挂起状态，只有当用户付款后才会返回给浏览器 “用户已经付款” 的结果。当然，如果用户在规定时间内仍未付款还是会断开此次连接，之后浏览器再开始发送下一轮的长连接。相比短轮询，长轮询有了一定的优势，但这还是不够好。直到 HTML5 里 WebSocket 技术的诞生。

　　WebSocket，即 Web 浏览器与 Web 服务器之间的全双工通信标准。最初 WebSocket 只是作为 HTML5 标准的一部分，而后来却逐渐变成了独立的协议标准。一旦浏览器与服务器建立起 WebSocket 协议的通信连接，之后所有的通信都依靠该协议进行。不论是服务器还是浏览器，任何一方都能向对方发送报文。通信过程中可相互发送 JSON、HTML或图片等任意格式的数据。

　　关于 WebSocket 的原生 API 如何使用，本文不赘述了。这里主要聊聊关于 Socket.IO 这个库的使用方式。Socket.IO 与 ws 等其他基于 WebSocket 通信的库相比，它的好处在于，当浏览器支持 WebSocket 技术时它能正常使用 WebSocket 来工作，当浏览器不支持 WebSocket 时，它能平稳退化成轮询进行工作。

首先放出自己做的聊天室 DEMO 源码，将源码克隆到本地，执行下面两个命令：

npm install
npm start

接着用浏览器访问 localhost:8000 即可，实际界面如下图：

Socket.IO 在客户端与服务端二者均有一套 API，我们举几个常用的进行说明。

服务端

new Server

因为 WebSocket 协议是建立在 HTTP 协议之上的，所以在创建 WebSocket 服务时需要调用 http 模块并调用其下的 createServer 方法，将生成的 server 作为参数传入 socket.io 的方法中。

var server = require('http').createServer(),
    io = require('socket.io')(server);

server.listen(8000);

io.onconnection(socket)

io 的 connection 事件表示客户端与服务器成功建立连接，它会接收一个回调函数，该回调函数会接收一个 socket 参数。

io.on('connection', (socket) => {
    console.log(socket);
});

io.emit(EventName, param1, param2...)

io.emit 方法用于向服务器发送消息，其第一个参数表示自定义的数据名，后面表示需要配合事件传入的参数。

io.on('connection', (socket) => {
    io.emit('server message', {msg: 'Hello World.'})
});

socket.on(EventName, callback)

socket.on 方法用于接收客户端发送来的消息，EventName 参数为客户端自定义的事件名，callback 为回调函数，回调函数接收的参数即客户端传递来的参数。

io.on('connection', (socket) => {
    socket.on('client message', (data) => {
        console.log(data);
    });
});

socket.broadcast.emit()

socket.broadcast.emit() 方法表示向除了自己以外的客户端发送消息。举个例子，当我们输入 “Message” 点击发送，只需要将 “Message” 通过服务器发送给其他客户端用于显示，而本地只需要将 “Message” 通过 js 代码添加进聊天窗口即可，而不需要经过服务器。

io.on('connection', (socket) => {
    socket.broadcast.emit('server message', {
        msg: 'Hello World.'
    });
});

socket.ondisconnect

socket 的 disconnect 事件表示客户端与服务端断开连接。

io.on('connection', (socket) => {
    socket.on('disconnect', () => {
        console.log('连接已断开...')；
    });
});

客户端

首先需要引入 socket.io 模块中的 socket.io.js 文件。

<!Doctype HTML>
<html>
<head>
    <title>Socket.IO chat</title>
    <script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
</head>
</html>

引入成功后，就可能通过 io() 生成客户端所用的 socket 对象。

var socket = io();

socket.emit(EventName, param1, param2, .....)

socket.emit 方法用于客户端向服务端发送消息，服务端与之对应的是 socket.on 方法来接收消息。

//客户端
var socket = io();
socket.emit('client message', {
    msg: 'Hello Server'
});

//服务端
io.on('connection', (socket) => {
    socket.on('client message', (data) => {
        console.log(data.msg); // Hello Server
    });
});

socket.on(EventName)

socket.on 方法用于接收服务端发来的消息

//服务端
io.on('connection', (socket) => {
    io.emit('server message', {
        msg: 'Hello Client'
    });
});

//客户端
var socket = io();
socket.on('server message', (data) => {
    console.log(data.msg); // Hello Client
});

介绍完 Socket.IO 的 API，下面开始尝试写聊天室的 DEMO。

首先创建目录如下：

其中 server.js 中保存着服务端的代码，client 文件夹中保存着客户端代码，包括 HTML、CSS、JS、图片等。

编写 server.js 如下：

var express = require('express'),
    app = express(),
    server = require('http').createServer(app),
    io = require('socket.io')(server),
    port = process.env.PORT || 8000;

//通过 express 加载前端部分的静态资源文件
app.use(express.static(__dirname + '/client'));

io.on('connection', (socket) => {
　　 //通过 socket.id 创建简易的用户名
    let user = '游客' + socket.id.substring(0, 6);
    
    //通知用户进入
    io.local.emit('user conncet', user + '进入聊天室');

    //接收从客户端发送来的消息，拼上消息发布者的名字后，广播给其他客户端
    socket.on('client message', (data) => {
        data.author = user;

        //将消息广播给除自己以外的客户端
        socket.broadcast.emit('server message', data);
    });

    //通知用户离开
    socket.on('disconnect', () => {
        io.local.emit('user disconnect', user + '离开聊天室');
    });
});

server.listen(port, () => {
    console.log('listening on %d...', port);
});

前端部分代码省略，这里只简单写一个发送消息的方法，具体的代码请参考 DEMO 源码。

var socket = io();

function sendMsg() {
    var message = document.querySelector('#input');
    
    socket.emit('client message', {
        text: message,
        time: new Date()
    });

    document.querySelector('#content').innerHTML += '<div class="msgList">'+message+'</div>';
}

如上，当运行 server.js 文件后，在浏览器地址栏中输入 localhost:8000 就可以看到聊天室的界面了。这样我们就完成了一个简易的聊天室，它包括如下功能：

· 发送/接收消息

· 通知用户进入/离开

· 为进入聊天室的用户命名，名称唯一

有兴趣的朋友还可以尝试自行完成如下功能：

· 用户登陆

· 查看所有在线用户

· @ 功能

···

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