SocketIO：服务端推送

前言

在介绍SocketIO之前，先说下服务端推送是怎么一回事。所谓服务端推送，就是服务端将数据或者消息实时地推送到客户端上。最常见的场景就是即时通讯，除此之外，视频弹幕、图文直播等功能也用到了服务端推送这项技术。

之所以使用服务端推送，是为了把服务端的数据及时、迅速地推送到客户端，当然，如果能够尽可能地降低服务端的性能损耗，那就再好不过了。

要想及时地获取服务端数据，最简单的实现方案莫过于客户端长轮询了。简而言之，就是客户端起一个定时器，定时向服务端发送HTTP请求查询最新数据，以此实现客户端与服务端的数据保持一致。这种方案的好处是实现简单，坏处就是性能损耗过高，而且数据更新也不及时。由于需要定时向服务器发送HTTP请求，如果客户端数量过多，则服务器需要承受很大的并发压力。再者，服务端的数据更新可能并不频繁，但是客户端也要定期过来询问，这会让服务端和客户端都做很多无用功，效率自然不高。还有一点就是，由于客户端没法做到每时每刻都向服务端请求数据，只能定时请求，假如说相邻2次请求的间隔时间过长，则服务端的数据就没法及时地“推送”到客户端，这会造成数据推送延迟。

服务端推送的其他方案

客户端长轮询方案是最简单的方案，但是缺点诸多，业界应该没几家公司会采用。我们都知道，TCP协议是支持双向通信的，也就是说服务端可以向客户端发送数据包，客户端也可以向服务端发送数据包。但由于HTTP协议的限制，基于HTTP协议通信的网络应用只能由客户端主动发起，服务端被动响应，故无法做到服务端向客户端推送数据。虽然HTTP 2.0支持服务端推送，但是HTTP 2.0的服务端推送跟我们这里说的服务端推送还不是一回事，有兴趣的朋友可以去深入了解下。

既然TCP协议支持服务端推送，而HTTP协议不支持，那么事情就好办了。我们传输层依旧使用TCP协议，应用层改用其他协议不就得了。事实上，业界也确实是这么做的。最常见的方案就是使用现成的协议，如WebSocket。当然，也可以使用自定义协议来实现服务端推送。关于WebSocket协议这里不会展开细讲，感兴趣的可以看旧文：一文读懂WebSocket。

如果直接使用WebSocket协议作为服务端与客户端通信协议的话，则意味着服务端与客户端还要关注心跳检测、自动重连等细节，如果使用自定义协议，则还要进行协议的解析，以及拆包粘包等工作，未免过于繁杂。因此，SocketIO应运而生。

SocketIO是什么

SocketIO是一套支持实时、双向、事件驱动的服务端与客户端通信的解决方案，或者说规范。其基于WebSocket协议，天生支持服务端推送。此外，其还封装了连接检测、自动重连等细节，并且支持命名空间与群聊。不仅如此，它还支持基于反向代理来搭建服务器集群。

因此，使用SocketIO可以很方便地搭建支持服务端推送的集群，而且还无需关注底层连接建立、连接检测等细节。

不过需要指出的是，SocketIO不仅仅支持WebSocket协议，也支持HTTP长轮询的方式来实现服务端推送。这取决于客户端支不支持WebSocket协议，如果客户端支持WebSocket协议，则服务端会优先采用WebSocket协议与客户端通信，假如说客户端不支持WebSocket，则服务端会降级成使用HTTP长轮询的方式来通信。不过，这一切对于使用者来说都是透明的。而且，服务端也可以强制指定使用WebSocket协议来通信。

还有一点，SocketIO使用的不是标准的WebSocket协议，其在每个数据包里增加了一些元数据，如：命名空间、ack id等。因此如果服务端是一个SocketIO服务器，而客户端使用标准的WebSocket协议与服务端通信的话，是没法建立连接的。幸好，SocketIO服务端跟客户端都有相应的开源库，社区也很活跃，所以使用起来非常方便。

SocketIO使用

接下来来看下SocketIO如何使用。

本文使用的服务端是Java语言的实现netty-socketio，项目地址：https://github.com/mrniko/netty-socketio。客户端也是Java语言的开源库socket.io-client-java，项目地址：https://github.com/socketio/socket.io-client-java。

先来看下服务端demo。

首先新建maven工程，引入netty-socketio依赖：

<dependency>
<groupId>com.corundumstudio.socketio</groupId>
<artifactId>netty-socketio</artifactId>
<version>1.7.17</version>
</dependency>

然后，开始编写SocketIO服务端代码：

import com.corundumstudio.socketio.Configuration;
import com.corundumstudio.socketio.SocketConfig;
import com.corundumstudio.socketio.SocketIOClient;
import com.corundumstudio.socketio.SocketIOServer;
import com.corundumstudio.socketio.listener.ConnectListener;

public class Server {

public static void main(String[] args){
    Configuration config = new Configuration();
    config.setPort(1337);
final SocketConfig socketConfig = new SocketConfig();
    socketConfig.setReuseAddress(true);
    config.setSocketConfig(socketConfig);
    SocketIOServer server = new SocketIOServer(config);
    server.addConnectListener(new ConnectListener() {
@Override
public void onConnect(SocketIOClient socketIOClient) {
        System.out.println(socketIOClient.getSessionId()+" has connected.");
      }
    });
    server.start();
  }
}

代码很简单，就是设置监听端口，以及设置一些tcp参数，然后添加连接事件监听器，这里的连接监听器逻辑比较简单，就是把客户端的sessionId打印出来而已。最后再启动SocketIO服务器。

SocketIO除了能监听连接事件外，还能监听连接断开事件，以及自定义事件。这里为了方便，只使用了连接监听器。

接下来再编写SocketIO客户端demo。

首先，引入maven依赖socket.io-client-java。

<dependency>
<groupId>io.socket</groupId>
<artifactId>socket.io-client</artifactId>
<version>1.0.0</version>
</dependency>

接着编写客户端代码。

import io.socket.client.IO;
import io.socket.client.Socket;
import io.socket.emitter.Emitter;

public class Client {

public static void main(String[] args) throws Exception{
final Socket socket = IO.socket("http://localhost:1337");
    socket.on(Socket.EVENT_CONNECT, new Emitter.Listener() {

@Override
public void call(Object... args) {
        System.out.println("I have connected to server.");
      }

    });
    socket.connect();
  }
}

客户端的代码也很简单。首先设置服务端的ip地址和端口，然后设置连接监听器，这里也只是简单地打印一句话而已。最后开启连接。同样地，客户端除了可以监听连接事件，也可以监听断连事件，以及自定义事件。

最后，先后启动服务端与客户端，可以看到服务端的控制台输出如下：


afbecfc5-032d-4e04-a937-faa521b0c7a2 has connected.

客户端的控制台输出如下：


I have connected to server.

至此，一个简易的SocketIO通信demo业已完成。

连接一旦建立，服务端与客户端就可以进行双向通信了。

扩展

不知到了这里，大家是否有这样的疑问：前面不是说SocketIO使用的是WebSocket协议通信吗？那么客户端建立连接的时候，设置的连接串为什么使用的是HTTP协议呢？其实大家可以试着把客户端代码的HTTP协议改为WebSocket协议试试：ws://localhost:1337。然后再先后运行服务端与客户端，会发现客户端报如下错误：

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: java.net.MalformedURLException: unknown protocol: ws
at io.socket.client.Url.parse(Url.java:52)
at io.socket.client.IO.socket(IO.java:61)
at io.socket.client.IO.socket(IO.java:42)
at io.socket.client.IO.socket(IO.java:38)
at socketio.Client.main(Client.java:10)
Caused by: java.net.MalformedURLException: unknown protocol: ws
at java.net.URL.<init>(URL.java:600)
at java.net.URL.<init>(URL.java:490)
at java.net.URL.<init>(URL.java:439)
at io.socket.client.Url.parse(Url.java:46)
  ... 4 more

报的是未知协议异常。

所以客户端建立连接的时候只能先使用HTTP协议，再升级到WebSocket协议进行通信。至于WebSocket协议的升级细节，可以看旧文：一文读懂WebSocket。这里不再赘述。

以后有时间再讲讲SocketIO的集群方案，以及踩过的坑。

如果觉得有收获，可以点个好看，我会写得更带劲。

SocketIO：服务端推送

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