封装WebSocket消息推送，干翻Ajax轮询方式


使用AJAX和WebSocket都可以实现消息推送，但它们在实现方式和适用场景上有所不同。下面是使用这两种技术实现消息推送的简要说明。

AJax实现或WebSocket实现对比

AJAX 实现消息推送

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）允许你在不重新加载整个页面的情况下，与服务器进行数据交换。但是，传统的AJAX并不直接支持实时消息推送，因为它基于请求-响应模式。为了模拟消息推送，你可以使用轮询（polling）或长轮询（long-polling）技术。

轮询（Polling）

轮询是定期向服务器发送请求，以检查是否有新的消息。这种方法简单但效率较低，因为即使在没有新消息的情况下，也会频繁地发送请求。

function pollForMessages() {
    $.ajax({
        url: '/messages', // 假设这是获取消息的API端点
        method: 'GET',
        success: function(data) {
            // 处理接收到的消息
            console.log(data);
            
            // 等待一段时间后再次轮询
            setTimeout(pollForMessages, 5000); // 每5秒轮询一次
        },
        error: function() {
            // 处理请求失败的情况
            setTimeout(pollForMessages, 10000); // 等待更长时间后重试
        }
    });
}

// 开始轮询
pollForMessages();

长轮询（Long-Polling）

长轮询是轮询的一种改进方式。客户端发起一个请求到服务器，服务器会保持这个连接打开直到有新消息到达或超时，然后返回新消息或超时响应。这种方式比简单轮询减少了无效的请求，但仍然存在一定的延迟和资源浪费。

使用长轮询时，通常需要在服务器端有特殊的支持来保持连接直到有数据可以发送。

WebSocket 实现消息推送

WebSocket 提供了一个全双工的通信通道，允许服务器主动向客户端推送消息。一旦建立了WebSocket连接，服务器和客户端就可以随时向对方发送消息，而不需要像AJAX那样频繁地发起请求。

WebSocket 客户端实现

var socket = new WebSocket('ws://your-server-url');

socket.onopen = function(event) {
    // 连接打开后，你可以向服务器发送消息
    socket.send('Hello Server!');
};

socket.onmessage = function(event) {
    // 当收到服务器发来的消息时，触发此事件
    console.log('Received:', event.data);
};

socket.onerror = function(error) {
    // 处理错误
    console.error('WebSocket Error:', error);
};

socket.onclose = function(event) {
    // 连接关闭时触发
    console.log('WebSocket is closed now.');
};

WebSocket 服务器端实现

服务器端实现WebSocket通常依赖于特定的服务器软件或框架，如Node.js的ws库、Java的Spring WebSocket等。这些库或框架提供了处理WebSocket连接的API，你可以在这些连接上发送和接收消息。

在WebSocket服务器端，你可以保存与每个客户端的连接，并在需要时向它们发送消息

下面开始做封装WebSocket的介绍

想象

想象一下，你是一位超级快递员，负责把客户的包裹准确无误地送到指定的地址。这些包裹里装的是WebSocket消息，而你的任务是根据每个包裹上的userid和url信息，找到正确的收件人并将包裹送达。

首先，你需要准备一辆超级快递车（也就是WebSocket连接）。这辆车非常智能，它可以记住多个收件人的地址（url），并且同时为他们运送包裹。但是，每个收件人（userid）只能对应一个地址，这样才不会送错。

当有客户找你寄送包裹时，他们会告诉你收件人的userid和地址url。你会把这些信息记在小本本上，然后告诉超级快递车：“嘿，车车，我们要去这个地方送这个包裹给这个人！”

快递车非常听话，它会立即启动并前往指定的地址。一旦到达，它就会静静地等待，直到有包裹需要送出。

当你需要发送消息时，就像把包裹放进快递车里一样简单。你只需告诉快递车：“给这个userid的人送这个包裹！”快递车就会准确无误地将包裹送达给指定的收件人。

如果收件人回复了消息，快递车就像个贴心小助手一样，会第一时间把回信拿给你。你可以轻松地查看并处理这些回信。

这样一来，你就不再需要亲自跑腿送包裹了，超级快递车会帮你搞定一切。你只需要告诉它去哪里、送给谁，然后坐等好消息就行啦！

  1. WebSocketMessenger（快递服务公司） ：

    • 负责建立和维护WebSocket连接。
    • 采用单例模式，确保同一时间只有一个实例在运行。
    • 存储收件人（recipient）和地址（address）信息。
    • 提供发送消息（send_message）的方法。

  2. 快递员（WebSocket连接实例） ：

    • 由WebSocketMessenger创建和管理。
    • 负责实际的消息传递工作。
    • 知道如何与指定的收件人通信（通过地址）。

  3. 客户（发送消息的人） ：

    • 使用WebSocketMessenger的服务来发送消息。
    • 提供收件人信息和消息内容。

  4. 收件人（接收消息的人） ：

    • 在WebSocket连接的另一端，接收来自WebSocketMessenger传递的消息。

这些角色通过WebSocket连接进行交互，实现了消息的发送和接收。WebSocketMessenger作为服务提供者，管理着快递员（WebSocket连接实例），而客户和收件人则是服务的使用者。

代码层面

服务node代码可以看上篇文章：仅仅只会Ajax,那就out了！WebSocket实战解锁实时通信新境界！[1]

// WebSocketMessenger（快递服务公司）
class WebSocketManager {
  constructor(url = null, userId = null, receiveMessageCallback = null) {
    this.socket = null // WebSocket 对象
    this.sendTimeObj = null // 发送信息给服务端的重复调用的时间定时器
    this.reconnectTimeObj = null // 尝试链接的宏观定时器
    this.reconnectTimeDistance = 5000 // 重连间隔，单位：毫秒
    this.maxReconnectAttempts = 10 // 最大重连尝试次数
    this.reconnectAttempts = 0 // 当前重连尝试次数
    this.id = userId //用户ID（业务逻辑，根据自己业务需求调整）
    this.url = url // WebSocket 连接地址
    this.receiveMessageCallback = receiveMessageCallback // 接收消息回调函数
  }

  /**
   * 开启WebSocket
   */
  async start() {
    if (this.url && this.id) {
      // 连接WebSocket
      this.connectWebSocket()
    } else {
      console.error('WebSocket erros: 请传入连接地址和用户id')
    }
  }

  /**
   * 创建WebSocket连接, 超级快递车
   */
  connectWebSocket() {
    // 通过id生成唯一值（服务端要求，具体根据自己业务去调整）
    let id = `${this.id}-${Math.random()}`
    // 创建 WebSocket 对象
    this.socket = new WebSocket(this.url, id) // 快递员（WebSocket连接实例

    // 处理连接打开事件
    this.socket.onopen = (event) => {
      // 给服务端发送第一条反馈信息
      this.startSendServe()
    }

    // 处理接收到消息事件
    this.socket.onmessage = (event) => {
      this.receiveMessage(event)
    }

    // 处理连接关闭事件
    this.socket.onclose = (event) => {
      // 清除定时器
      clearTimeout(this.sendTimeObj)
      clearTimeout(this.reconnectTimeObj)
      // 尝试重连
      if (this.reconnectAttempts < this.maxReconnectAttempts) {
        this.reconnectAttempts++
        console.log('重试链接次数：'+ this.reconnectAttempts)
        this.reconnectTimeObj = setTimeout(() => {
          this.connectWebSocket()
        }, this.reconnectTimeDistance)
      } else {
        // 重置重连次数
        this.reconnectAttempts = 0
        console.error(
          'WebSocketManager erros: Max reconnect attempts reached. Unable to reconnect.'
        )
      }
    }

    // 处理 WebSocket 错误事件
    this.socket.onerror = (event) => {
      console.error('WebSocketManager error:', event)
    }
  }

  /**
   * 发送给node的第一条信息
   */
  startSendServe() {

    this.sendMessage('hi I come from client')
  }

  /**
   * 发送消息
   * @param {String} message 消息内容
   */
  sendMessage(message) {
    if (this.socket.readyState === WebSocket.OPEN) {
      this.socket.send(message)
    } else {
      console.error(
        'WebSocketManager error: WebSocket connection is not open. Unable to send message.'
      )
    }
  }

  /**
   * 接收到消息
   */
  receiveMessage(event) {
    // 根据业务自行处理
    console.log('receiveMessage:', event.data)
    this.receiveMessageCallback && this.receiveMessageCallback(event.data)
  }

  /**
   * 关闭连接
   */
  closeWebSocket() {
    this.socket.close()
    // 清除定时器 重置重连次数
    clearTimeout(this.sendTimeObj)
    clearTimeout(this.reconnectTimeObj)
    this.reconnectAttempts = 0
  }
}

代码解读

该类用于管理和控制WebSocket连接，包括连接建立、消息接收、重连机制等。下面是对代码的详细解读：

构造函数 constructor

  • url: WebSocket的连接地址。
  • userId: 用户的ID，用于业务逻辑处理。
  • receiveMessageCallback: 接收消息时的回调函数。
  • 初始化了一些成员变量，包括socket（WebSocket对象）、定时器对象（sendTimeObj和reconnectTimeObj）、重连间隔和尝试次数等。

start 方法

  • 检查url和userId是否存在，若存在则调用connectWebSocket方法建立WebSocket连接。

connectWebSocket 方法

  • 生成一个基于用户ID和随机数的唯一值作为WebSocket的子协议（或协议片段）。
  • 创建新的WebSocket连接。
  • 设置了WebSocket的onopen、onmessage、onclose和onerror事件处理器。

事件处理器

  • onopen: 当WebSocket连接打开时触发，开始发送消息给服务端（通过startSendServe方法，该方法在代码片段中未给出）。
  • onmessage: 当接收到服务端发送的消息时触发，调用receiveMessage方法处理消息。
  • onclose: 当WebSocket连接关闭时触发，首先清除相关定时器，然后尝试重连。如果重连次数未达到最大限制，则设置定时器在一段时间后重新调用connectWebSocket进行重连；如果达到最大重连次数，则重置重连次数并输出错误信息。
  • onerror: 当WebSocket发生错误时触发，输出错误信息。当服务端断开后开始重连
image.pngimage.png

receiveMessage 方法

  • 该方法应该是用来处理从服务端接收到的消息，具体实现取决于业务逻辑。根据传入的回调函数receiveMessageCallback，可以对接收到的消息进行相应处理

使用Demo

index.html

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <script src="./webSocketManager.js"></script>
    <script>
        // const WebSocketManager = require('./webSocketManager.js')
        console.log(WebSocketManager)
        /**
         * 接收消息回调
         */
        const receiveMessage = (res)=>{
            console.log('接收消息回调：',res)
        }
        const socketManager = new WebSocketManager('ws://localhost:3000', 'userid292992', receiveMessage)
        socketManager.start()

    </script>
</head>

导入模块即可使用

总结：

相对完善的WebSocket管理器，能够处理连接建立、消息接收和重连等常见场景。但需要注意的是，具体的业务逻辑和错误处理可能需要根据实际情况进行进一步的完善和优化

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