WebSocket淺談與SignalR實作

#websocket #signalr c# asp.net

CynthiaChuang

團隊火箭隊

2019-12-31 17:09:45

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什麼是WebSocket?

WebSocket是一種網路傳輸協定，用於瀏覽器與伺服器之間進行雙向數據傳輸的技術。通常運用在留言板、需要即時同步更新的畫面...等。與HTTP相同，皆位於OSI模型的應用層。而與HTTP不同的是，HTTP每一次的資料傳輸皆是採request-response的方式進行。而WebSocket則是只有第一次進行連結(握手階段)是採用HTTP協議的request-response方式進行。當連線建立後，則是使用雙向通訊的方式互動，示意圖如下。
根據RFC6455內容:「WebSocket設計為通過80和443埠工作，以及支援HTTP代理和中介」，兩者在相容性上，WebSocket透過第一次握手時使用HTTP header裡的Upgrade，將HTTP協議更改為WebSocket協議。
兩者的關係圖示意:

那在實際應用上，瀏覽器與瀏覽器之間的關係如下圖所示，當小明傳了"小明很帥"，並發送給WebSocket的伺服器
下一步WebSocket的伺服器會收到這個訊息，並廣播給所有人說，現在有一條新訊息叫做"小明很帥"，於是有連上線的所有瀏覽器都會收到這筆訊息，至於小美、小白、大白收到這筆訊息後要嘔吐、要嗆回去、要按讚，就寫在相對應的程式碼區塊

特別注意，WebSocket的伺服器與網站本身伺服器是不同的喔!

怎麼實現即時更新?

難道實現即時同步更新只有WebSocket這個方法?以下介紹其他兩個也是常用的方法(~~然後你實作不出WebSocket時就可以用來擋著先~~)

1. 每隔一段時間發送一個request

既然要一直更新，所以就一直、一直戳就好啦!
這是很直覺的想法，但是這個方法有以下缺點:

要一直送出請求、接收請求，沒東西也要執行，浪費頻寬
如果更新間隔短，就像是寫程式對自己進行攻擊= =
Header內容可能比訊息本身肥大很多

2. 使用long-polling

那不然換個方法，有訊息再丟給我，沒訊息就不要理我，這樣就不會送很多次吧?
雖然這樣送出請求及接收回應次數會降低，但1跟2都是建立在HTTP協議上，仍然會有以下的問題:

Header內容依然可能比訊息本身肥大很多
短時間一直有資料，就會如同1一直送request一樣

3. 使用Websocket

最後是WebSocket，當第一次握手時，根據HTTP協議送出的請求主要會比對header裡的這四個部分:

Upgrade
Connection
Sec-WebSocket-＊
Origin
當確定雙方可以握手，連線即建立，資料間可以不斷彼此傳輸直到連結中斷。

SignalR實作

以下這部分可以參考MSDN教學
目前有許多套件都可以達到這個技術，這裡示範SignalR的部分:

1.加入>新增項目>Web>SignalR>SignalR Hub Class (v2)

2.修改SignalR Hub Class (v2)的程式碼

3.加入>新增項目>Web>OWIN啟動類別

4.修改OWIN啟動類別的程式碼

5.建立一個HTML Page並加上程式碼

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>SignalR Simple Chat</title>
    <style type="text/css">
        .container {
            background-color: #99CCFF;
            border: thick solid #808080;
            padding: 20px;
            margin: 20px;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="container">
        <input type="text" id="message" />
        <input type="button" id="sendmessage" value="Send" />
        <input type="hidden" id="displayname" />
        <ul id="discussion"></ul>
    </div>
<!--Script references. -->
<script   src="https://code.jquery.com/jquery-3.4.1.js"  integrity="sha256-WpOohJOqMqqyKL9FccASB9O0KwACQJpFTUBLTYOVvVU="   crossorigin="anonymous"></script>

    <!--Reference the jQuery library. -->
    <script src="Scripts/jquery-3.3.1.min.js"></script>
    <!--Reference the SignalR library. -->
    <script src="Scripts/jquery.signalR-2.2.2.min.js"></script>
    <!--Reference the autogenerated SignalR hub script. -->
    <script src="signalr/hubs"></script>
    <!--Add script to update the page and send messages.-->
    <script type="text/javascript">
        $(function () {
            // Declare a proxy to reference the hub.
            var chat = $.connection.chatHub;
            // Create a function that the hub can call to broadcast messages.
            chat.client.broadcastMessage = function (name, message) {
                // Html encode display name and message.
                var encodedName = $('<div />').text(name).html();
                var encodedMsg = $('<div />').text(message).html();
                // Add the message to the page.
                $('#discussion').append('<li><strong>' + encodedName
                    + '</strong>:&nbsp;&nbsp;' + encodedMsg + '</li>');
            };
            // Get the user name and store it to prepend to messages.
            $('#displayname').val(prompt('Enter your name:', ''));
            // Set initial focus to message input box.
            $('#message').focus();
            // Start the connection.
            $.connection.hub.start().done(function () {
                $('#sendmessage').click(function () {
                    // Call the Send method on the hub.
                    chat.server.send($('#displayname').val(), $('#message').val());
                    // Clear text box and reset focus for next comment.
                    $('#message').val('').focus();
                });
            });
        });
    </script>
</body>
</html>

6.確認Script資料夾內的版本與程式碼一致，以及安裝相對應的Jquery版本，引用JQuery後，記得位置要放在所有前，這裡是最容易出錯的部分XD