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新(xīn)聞公告

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一(yī)個(gè) WebSocket 服務(wù)器(qì)是如(rú)何開發出來(lái)的？ 原創：

發布時(shí)間(jiān)：2019-09-02 13:54:50

WebSocket 協議(yì)是為(wèi)了(le)解決 http 協議(yì)的無狀态、短連接（通常是）和服務(wù)端無法主動給客戶端推送數據等問題而開發的新(xīn)型協議(yì)，其通信基礎也(yě)是基于 TCP。由于較舊的浏覽器(qì)可能(néng)不支持 WebSocket 協議(yì)，所以使用 WebSocket 協議(yì)的通信雙方在進行 TCP 三次握手之後，還要再額外地進行一(yī)次握手，這(zhè)一(yī)次的握手通信雙方的報(bào)文格式是基于 HTTP 協議(yì)改造的。

WebSocket 握手過程

TCP 三次握手的過程我們就(jiù)不在這(zhè)裏贅述了(le)，任何一(yī)本網絡通信書籍上(shàng)都有詳細的介紹。我們這(zhè)裏來(lái)介紹一(yī)下(xià) WebSocket 通信最後一(yī)次的握手過程。

握手開始後，一(yī)方給另外一(yī)方發送一(yī)個(gè) http 協議(yì)格式的報(bào)文，這(zhè)個(gè)報(bào)文格式大緻如(rú)下(xià)：

 1GET /realtime HTTP/1.1\r\n
 2Host: 127.0.0.1:9989\r\n
 3Connection: Upgrade\r\n
 4Pragma: no-cache\r\n
 5Cache-Control: no-cache\r\n
 6User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)\r\n
 7Upgrade: websocket\r\n
 8Origin: http://xyz.com\r\n
 9Sec-WebSocket-Version: 13\r\n
10Accept-Encoding: gzip, deflate, br\r\n
11Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8\r\n
12Sec-WebSocket-Key: IqcAWodjyPDJuhGgZwkpKg==\r\n
13Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits\r\n
14\r\n

對這(zhè)個(gè)格式有如(rú)下(xià)要求：

  • 握手必須是一(yī)個(gè)有效的 HTTP 請求；

  • 請求的方法必須為(wèi) GET，且 HTTP 版本必須是 1.1；

  • 請求必須包含 Host 字段信息；

  • 請求必須包含 Upgrade字段信息，值必須為(wèi) websocket；

  • 請求必須包含 Connection 字段信息，值必須為(wèi) Upgrade；

  • 請求必須包含 Sec-WebSocket-Key 字段，該字段值是客戶端的标識編碼成 base64 格式；

  • 請求必須包含 Sec-WebSocket-Version 字段信息，值必須為(wèi) 13；

  • 請求必須包含 Origin 字段；

  • 請求可能(néng)包含 Sec-WebSocket-Protocol 字段，規定子(zǐ)協議(yì)；

  • 請求可能(néng)包含 Sec-WebSocket-Extensions字段規定協議(yì)擴展；

  • 請求可能(néng)包含其他字段，如(rú) cookie 等。

對端收到該數據包後如(rú)果支持 WebSocket 協議(yì)，會回複一(yī)個(gè) http 格式的應答(dá)，這(zhè)個(gè)應答(dá)報(bào)文的格式大緻如(rú)下(xià)：

1HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
2Upgrade: websocket\r\n
3Connection: Upgrade\r\n
4Sec-WebSocket-Accept: 5wC5L6joP6tl31zpj9OlCNv9Jy4=\r\n
5\r\n

上(shàng)面列出了(le)應答(dá)報(bào)文中必須包含的幾個(gè)字段和對應的值，即 Upgrade、Connection、Sec-WebSocket-Accept，注意：第一(yī)行必須是 HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n。

對于字段 Sec-WebSocket-Accept 字段，其值是根據對端傳過來(lái)的 Sec-WebSocket-Key 的值經過一(yī)定的算(suàn)法計算(suàn)出來(lái)的，這(zhè)樣應答(dá)的雙方才能(néng)匹配。算(suàn)法如(rú)下(xià)：

  1. 将 Sec-WebSocket-Key 值與固定字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11” 進行拼接；

  2. 将拼接後的字符串進行 SHA-1 處理(lǐ)，然後将結果再進行 base64 編碼。

算(suàn)法公式：

1mask  = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";  // 這(zhè)是算(suàn)法中要用到的固定字符串
2accept = base64( sha1( Sec-WebSocket-Key + mask ) );

我用 C++ 實現(xiàn)了(le)該算(suàn)法：

  1namespace uWS {
  2
  3struct WebSocketHandshake {
  4    template <int N, typename T>
  5    struct static_for {
  6        void operator()(uint32_t *a, uint32_t *b) {
  7            static_for<N - 1, T>()(a, b);
  8            T::template f<N - 1>(a, b);
  9        }
 10    };
 11
 12    template <typename T>
 13    struct static_for<0, T> {
 14        void operator()(uint32_t *a, uint32_t *hash) {}
 15    };
 16
 17    template <int state>
 18    struct Sha1Loop {
 19        static inline uint32_t rol(uint32_t value, size_t bits) {return (value << bits) | (value >> (32 - bits));}
 20        static inline uint32_t blk(uint32_t b[16], size_t i) {
 21            return rol(b[(i + 13) & 15] ^ b[(i + 8) & 15] ^ b[(i + 2) & 15] ^ b[i], 1);
 22        }
 23
 24        template <int i>
 25        static inline void f(uint32_t *a, uint32_t *b) {
 26            switch (state) {
 27            case 1:
 28                a[i % 5] += ((a[(3 + i) % 5] & (a[(2 + i) % 5] ^ a[(1 + i) % 5])) ^ a[(1 + i) % 5]) + b[i] + 0x5a827999 + rol(a[(4 + i) % 5], 5);
 29                a[(3 + i) % 5] = rol(a[(3 + i) % 5], 30);
 30                break;
 31            case 2:
 32                b[i] = blk(b, i);
 33                a[(1 + i) % 5] += ((a[(4 + i) % 5] & (a[(3 + i) % 5] ^ a[(2 + i) % 5])) ^ a[(2 + i) % 5]) + b[i] + 0x5a827999 + rol(a[(5 + i) % 5], 5);
 34                a[(4 + i) % 5] = rol(a[(4 + i) % 5], 30);
 35                break;
 36            case 3:
 37                b[(i + 4) % 16] = blk(b, (i + 4) % 16);
 38                a[i % 5] += (a[(3 + i) % 5] ^ a[(2 + i) % 5] ^ a[(1 + i) % 5]) + b[(i + 4) % 16] + 0x6ed9eba1 + rol(a[(4 + i) % 5], 5);
 39                a[(3 + i) % 5] = rol(a[(3 + i) % 5], 30);
 40                break;
 41            case 4:
 42                b[(i + 8) % 16] = blk(b, (i + 8) % 16);
 43                a[i % 5] += (((a[(3 + i) % 5] | a[(2 + i) % 5]) & a[(1 + i) % 5]) | (a[(3 + i) % 5] & a[(2 + i) % 5])) + b[(i + 8) % 16] + 0x8f1bbcdc + rol(a[(4 + i) % 5], 5);
 44                a[(3 + i) % 5] = rol(a[(3 + i) % 5], 30);
 45                break;
 46            case 5:
 47                b[(i + 12) % 16] = blk(b, (i + 12) % 16);
 48                a[i % 5] += (a[(3 + i) % 5] ^ a[(2 + i) % 5] ^ a[(1 + i) % 5]) + b[(i + 12) % 16] + 0xca62c1d6 + rol(a[(4 + i) % 5], 5);
 49                a[(3 + i) % 5] = rol(a[(3 + i) % 5], 30);
 50                break;
 51            case 6:
 52                b[i] += a[4 - i];
 53            }
 54        }
 55    };
 56
 57    /**
 58     * sha1 函數的實現(xiàn)
 59     */
 60    static inline void sha1(uint32_t hash[5], uint32_t b[16]) {
 61        uint32_t a[5] = {hash[4], hash[3], hash[2], hash[1], hash[0]};
 62        static_for<16, Sha1Loop<1>>()(a, b);
 63        static_for<4, Sha1Loop<2>>()(a, b);
 64        static_for<20, Sha1Loop<3>>()(a, b);
 65        static_for<20, Sha1Loop<4>>()(a, b);
 66        static_for<20, Sha1Loop<5>>()(a, b);
 67        static_for<5, Sha1Loop<6>>()(a, hash);
 68    }
 69
 70    /**
 71     * base64 編碼函數
 72     */
 73    static inline void base64(unsigned char *src, char *dst) {
 74        const char *b64 = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
 75        for (int i = 0; i < 18; i += 3) {
 76            *dst++ = b64[(src[i] >> 2) & 63];
 77            *dst++ = b64[((src[i] & 3) << 4) | ((src[i + 1] & 240) >> 4)];
 78            *dst++ = b64[((src[i + 1] & 15) << 2) | ((src[i + 2] & 192) >> 6)];
 79            *dst++ = b64[src[i + 2] & 63];
 80        }
 81        *dst++ = b64[(src[18] >> 2) & 63];
 82        *dst++ = b64[((src[18] & 3) << 4) | ((src[19] & 240) >> 4)];
 83        *dst++ = b64[((src[19] & 15) << 2)];
 84        *dst++ = '=';
 85    }
 86
 87public:
 88    /** 
 89     * 生(shēng)成 Sec-WebSocket-Accept 算(suàn)法
 90     * @param input 對端傳過來(lái)的Sec-WebSocket-Key值
 91     * @param output 存放(fàng)生(shēng)成的 Sec-WebSocket-Accept 值
 92     */
 93    static inline void generate(const char input[24], char output[28]) {
 94        uint32_t b_output[5] = {
 95            0x67452301, 0xefcdab89, 0x98badcfe, 0x10325476, 0xc3d2e1f0
 96        };
 97        uint32_t b_input[16] = {
 98            0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x32353845, 0x41464135, 0x2d453931, 0x342d3437, 0x44412d39,
 99            0x3543412d, 0x43354142, 0x30444338, 0x35423131, 0x80000000
100        };
101
102        for (int i = 0; i < 6; i++) {
103            b_input[i] = (input[4 * i + 3] & 0xff) | (input[4 * i + 2] & 0xff) << 8 | (input[4 * i + 1] & 0xff) << 16 | (input[4 * i + 0] & 0xff) << 24;
104        }
105        sha1(b_output, b_input);
106        uint32_t last_b[16] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 480};
107        sha1(b_output, last_b);
108        for (int i = 0; i < 5; i++) {
109            uint32_t tmp = b_output[i];
110            char *bytes = (char *) &b_output[i];
111            bytes[3] = tmp & 0xff;
112            bytes[2] = (tmp >> 8) & 0xff;
113            bytes[1] = (tmp >> 16) & 0xff;
114            bytes[0] = (tmp >> 24) & 0xff;
115        }
116        base64((unsigned char *) b_output, output);
117    }
118};

握手完成之後，通信雙方就(jiù)可以保持連接并相互發送數據了(le)。

WebSocket 協議(yì)格式

WebSocket 協議(yì)格式的 RFC 文檔可以參見：[]https://tools.ietf.org/html/rfc6455。

常聽(tīng)人(rén)說(shuō) WebSocket 協議(yì)是基于 http 協議(yì)的，因此我在剛接觸 WebSocket 協議(yì)時(shí)總以為(wèi)每個(gè) WebSocket 數據包都是 http 格式，其實不然，WebSocket 協議(yì)除了(le)上(shàng)文中提到的這(zhè)次握手過程中使用的數據格式是 http 協議(yì)格式，之後的通信雙方使用的是另外一(yī)種自定義格式。每一(yī)個(gè) WebSocket 數據包我們稱之為(wèi)一(yī)個(gè) Frame（幀），其格式圖如(rú)下(xià)：

640.webp (1).jpg

我們來(lái)逐一(yī)介紹一(yī)下(xià)上(shàng)文中各字段的含義：

第一(yī)個(gè)字節内容：

  • FIN 标志，占第一(yī)個(gè)字節中的第一(yī)位（bit），即一(yī)字節中的最高位（一(yī)字節等于 8 位），該标志置 0 時(shí)表示當前包未結束後續有該包的分(fēn)片，置 1 時(shí)表示當前包已結束後續無該包的分(fēn)片。我們在解包時(shí)，如(rú)果發現(xiàn)該标志為(wèi) 1，則需要将當前包的“包體(tǐ)”數據（即圖中 Payload Data）緩存起來(lái)，與後續包分(fēn)片組裝在一(yī)起，才是一(yī)個(gè)完整的包體(tǐ)數據。

  • RSV1、RSV2、RSV3 每個(gè)占一(yī)位，一(yī)共三位，這(zhè)三個(gè)位是保留字段（默認都是 0），你可以用它們作(zuò)為(wèi)通信的雙方協商(shāng)好(hǎo)(hǎo)的一(yī)些(xiē)特殊标志；

  • opCode 操作(zuò)類型，占四位，目前操作(zuò)類型及其取值如(rú)下(xià)：

     1// 4 bits
     2enum OpCode
     3{
     4  //表示後續還有新(xīn)的 Frame
     5  CONTINUATION_FRAME  = 0x0,
     6  //包體(tǐ)是文本類型的Frame
     7  TEXT_FRAME          = 0x1,
     8  //包體(tǐ)是二進制類型的 Frame
     9  BINARY_FRAME        = 0x2,
    10  //保留值
    11  RESERVED1           = 0x3,
    12  RESERVED2           = 0x4,
    13  RESERVED3           = 0x5,
    14  RESERVED4           = 0x6,
    15  RESERVED5           = 0x7,
    16  //建議(yì)對端關(guān)閉的 Frame
    17  CLOSE               = 0x8,
    18  //心跳(tiào)包中的 ping Frame
    19  PING                = 0x9,
    20  //心跳(tiào)包中的 pong Frame
    21  PONG                = 0xA,
    22  //保留值
    23  RESERVED6           = 0xB,
    24  RESERVED7           = 0xC,
    25  RESERVED8           = 0xD,
    26  RESERVED9           = 0xE,
    27  RESERVED10          = 0xF
    28};

第二個(gè)字節内容：

  • mask 标志，占一(yī)位，該标志為(wèi) 1 時(shí)，表明該 Frame 在包體(tǐ)長度字段後面攜帶 4 個(gè)字節的 masking-key 信息，為(wèi) 0 時(shí)則沒有 masking-key 信息。masking-key 信息下(xià)文會介紹。

  • Payload len，占七位，該字段表示包體(tǐ)的長度信息。由于 Payload length 值使用了(le)一(yī)個(gè)字節的低(dī)七位（7 bit），因此其能(néng)表示的長度範圍是 0 ~ 127，其中 126 和 127 被當做特殊标志使用。

    當該字段值是 0~125 時(shí)，表示跟在 masking-key 字段後面的就(jiù)是包體(tǐ)内容長度；當該值是 126 時(shí)，接下(xià)來(lái)的 2 個(gè)字節内容表示跟在 masking-key 字段後面的包體(tǐ)内容的長度（即圖中的 Extended Payload Length）。由于 2 個(gè)字節最大表示的無符号整數是 0xFFFF（十進制是 65535， 編譯器(qì)提供了(le)一(yī)個(gè)宏 UINT16_MAX 來(lái)表示這(zhè)個(gè)值）。如(rú)果包體(tǐ)長度超過 65535，包長度就(jiù)記錄不下(xià)了(le)，此時(shí)應該将 Payload length 設置為(wèi) 127，以使用更多的字節數來(lái)表示包體(tǐ)長度。

    當 Payload length 是 127 時(shí)，接下(xià)來(lái)則用 8 個(gè)字節内容表示跟在 masking-key 字段後面的包體(tǐ)内容的長度（Extended Payload Length）。

總結起來(lái)，Payload length = 0 ~ 125，Extended Payload Length 不存在， 0 字節；Payload length = 126, Extended Payload Length 占 2 字節；Payload length = 127 時(shí)，Extended Payload Length 占 8 字節。

另外需要注意的是，當 Payload length = 125 或 126 時(shí)接下(xià)來(lái)存儲實際包長的 2 字節或 8 字節，其值必須轉換為(wèi)網絡字節序（Big Endian）。

  • Masking-key ，如(rú)果前面的 mask 标志設置成 1，則該字段存在，占 4 個(gè)字節；反之，則 Frame 中不存在存儲 masking-key 字段的字節。

網絡上(shàng)一(yī)些(xiē)資料說(shuō)，客戶端（主動發起握手請求的一(yī)方）給服務(wù)器(qì)（被動接受握手的另一(yī)方）發的 frame 信息（包信息），mask 标志必須是 1，而服務(wù)器(qì)給客戶端發送的 frame 信息中 mask 标志是 0。因此，客戶端發給服務(wù)器(qì)端的數據幀中存在 4 字節的 masking-key，而服務(wù)器(qì)端發給客戶端的數據幀中不存在 masking-key 信息。

我在 Websocket 協議(yì)的 RFC 文檔中并沒有看到有這(zhè)種強行規定，另外在研究了(le)一(yī)些(xiē) websocket 庫的實現(xiàn)後發現(xiàn)，此結論并不一(yī)定成立，客戶端發送的數據也(yě)可能(néng)沒有設置 mask 标志。

如(rú)果存在 masking-key 信息，則數據幀中的數據（圖中 Payload Data）都是經過與 masking-key 進行運算(suàn)後的内容。無論是将原始數據與 masking-key 運算(suàn)後得到傳輸的數據，還是将傳輸的數據還原成原始數據，其算(suàn)法都是一(yī)樣的。算(suàn)法如(rú)下(xià)：

1假設：
2original-octet-i：為(wèi)原始數據的第 i 字節。
3transformed-octet-i：為(wèi)轉換後的數據的第 i 字節。
4j：為(wèi)i mod 4的結果。
5masking-key-octet-j：為(wèi) mask key 第 j 字節。

算(suàn)法描述為(wèi)：original-octet-i 與 masking-key-octet-j 異或後，得到 transformed-octet-i。

1  j  = i MOD 4
2transformed-octet-i = original-octet-i XOR masking-key-octet-j

我用 C++ 實現(xiàn)了(le)該算(suàn)法：

 1  /**
 2   * @param src 函數調用前是原始需要傳輸的數據，函數調用後是mask或者unmask後的内容
 3   * @param maskingKey 四字節
 4   */
 5  void maskAndUnmaskData(std::string& src, const char* maskingKey)
 6  {
 7      char j;
 8      for (size_t n = 0; n < src.length(); ++n)
 9      {
10          j = n % 4;
11          src[n] = src[n] ^ maskingKey[j];
12      }
13  }

使用上(shàng)面的描述可能(néng)還不是太清楚，我們舉個(gè)例子(zǐ)，假設有一(yī)個(gè)客戶端發送給服務(wù)器(qì)的數據包，那麽 mask = 1，即存在 4 字節的 masking-key，當包體(tǐ)數據長度在 0 ~ 125 之間(jiān)時(shí)，該包的結構：

1第 1 個(gè)字節第 0 位    => FIN
2第 1 個(gè)字節第 1 ~ 3位 => RSV1 + RSV2 + RSV3
3第 1 個(gè)字節第 4 ~ 7位 => opcode
4第 2 個(gè)字節第 0 位    => mask(等于 1)
5第 2 個(gè)字節第 1 ~ 7位 => 包體(tǐ)長度
6第 3 ~ 6 個(gè)字節      =>  masking-key
7第 7 個(gè)字節及以後     =>  包體(tǐ)内容

這(zhè)種情形，包頭總共 6 個(gè)字節。

當包體(tǐ)數據長度大于125 且小于等于 UINT16_MAX 時(shí)，該包的結構：

1第 1 個(gè)字節第 0 位    => FIN
2第 1 個(gè)字節第 1 ~ 3位 => RSV1 + RSV2 + RSV3
3第 1 個(gè)字節第 4 ~ 7位 => opcode
4第 2 個(gè)字節第 0 位    => mask(等于 1)
5第 2 個(gè)字節第 1 ~ 7位 => 開啓擴展包頭長度标志，值為(wèi) 126
6第 3 ~ 4 個(gè)字節      =>  包頭長度
7第 5 ~ 8 個(gè)字節      =>  masking-key
8第 9 個(gè)字節及以後     =>  包體(tǐ)内容

這(zhè)種情形，包頭總共 8 個(gè)字節。

當包體(tǐ)數據長度大于 UINT16_MAX 時(shí)，該包的結構：

1第 1 個(gè)字節第 0 位    => FIN
2第 1 個(gè)字節第 1 ~ 3位 => RSV1 + RSV2 + RSV3
3第 1 個(gè)字節第 4 ~ 7位 => opcode
4第 2 個(gè)字節第 0 位    => mask(等于 1)
5第 2 個(gè)字節第 1 ~ 7位 => 開啓擴展包頭長度标志，值為(wèi) 127
6第 3 ~ 10 個(gè)字節      =>  包頭長度
7第 11 ~ 14 個(gè)字節     =>  masking-key
8第 15 個(gè)字節及以後     =>  包體(tǐ)内容

這(zhè)種情形，包頭總共 14 個(gè)字節。由于存儲包體(tǐ)長度使用 8 字節存儲（無符号），因此最大包體(tǐ)長度是 0xFFFFFFFFFFFFFFFF，這(zhè)是一(yī)個(gè)非常大的數字，但(dàn)實際開發中，我們用不到這(zhè)麽長的包體(tǐ)，且當包體(tǐ)超過一(yī)定值時(shí)，我們就(jiù)應該分(fēn)包（分(fēn)片）了(le)。

分(fēn)包的邏輯經過前面的分(fēn)析也(yě)很簡單，假設将一(yī)個(gè)包分(fēn)成 3 片，那麽應将第一(yī)個(gè)和第二個(gè)包片的第一(yī)個(gè)字節的第一(yī)位 FIN 設置為(wèi) 0，OpCode 設置為(wèi) CONTINUATION_FRAME（也(yě)是 0）；第三個(gè)包片 FIN 設置為(wèi) 1，表示該包至此就(jiù)結束了(le)，OpCode 設置為(wèi)想要的類型（如(rú) TEXT_FRAME、BINARY_FRAME 等）。對端收到該包時(shí)，如(rú)果發現(xiàn)标志 FIN = 0 或 OpCode = 0，将該包包體(tǐ)的數據暫存起來(lái)，直到收到 FIN = 1，OpCode ≠ 0 的包，将該包的數據與前面收到的數據放(fàng)在一(yī)起，組裝成一(yī)個(gè)完整的業務(wù)數據。示例代碼如(rú)下(xià)：

 1//某次解包後得到包體(tǐ) payloadData，根據 FIN 标志判斷，
 2//如(rú)果 FIN = true，則說(shuō)明一(yī)個(gè)完整的業務(wù)數據包已經收完整，
 3//調用 processPackage() 函數處理(lǐ)該業務(wù)數據
 4//否則，暫存于 m_strParsedData 中
 5//每次處理(lǐ)完一(yī)個(gè)完整的業務(wù)包數據，即将暫存區m_strParsedData中的數據清空
 6if (FIN)
 7{
 8    m_strParsedData.append(payloadData);
 9    processPackage(m_strParsedData);
10    m_strParsedData.clear();
11}
12else
13{
14    m_strParsedData.append(payloadData);
15}

WebSocket 壓縮格式

WebSocket 對于包體(tǐ)也(yě)支持壓縮的，是否需要開啓壓縮需要通信雙方在握手時(shí)進行協商(shāng)。讓我們再看一(yī)下(xià)握手時(shí)主動發起一(yī)方的包内容：

 1GET /realtime HTTP/1.1\r\n
 2Host: 127.0.0.1:9989\r\n
 3Connection: Upgrade\r\n
 4Pragma: no-cache\r\n
 5Cache-Control: no-cache\r\n
 6User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)\r\n
 7Upgrade: websocket\r\n
 8Origin: http://xyz.com\r\n
 9Sec-WebSocket-Version: 13\r\n
10Accept-Encoding: gzip, deflate, br\r\n
11Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8\r\n
12Sec-WebSocket-Key: IqcAWodjyPDJuhGgZwkpKg==\r\n
13Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits\r\n
14\r\n

在該包中 Sec-WebSocket-Extensions 字段中有一(yī)個(gè)值 permessage-deflate，如(rú)果發起方支持壓縮，在發起握手時(shí)将包中帶有該标志，對端收到後，如(rú)果也(yě)支持壓縮，則在應答(dá)的包也(yě)帶有該字段，反之不帶該标志即表示不支持壓縮。例如(rú)：

1HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
2Upgrade: websocket\r\n
3Connection: Upgrade\r\n
4Sec-WebSocket-Accept: 5wC5L6joP6tl31zpj9OlCNv9Jy4=\r\n
5Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_no_context_takeover
6\r\n

如(rú)果雙方都支持壓縮，此後通信的包中的包體(tǐ)部分(fēn)都是經過壓縮後的，反之是未壓縮過的。在解完包得到包體(tǐ)（即 Payload Data） 後，如(rú)果有握手時(shí)有壓縮标志并且乙方也(yě)回複了(le)支持壓縮，則需要對該包體(tǐ)進行解壓；同理(lǐ)，在發數據組裝 WebSocket 包時(shí)，需要先将包體(tǐ)（即 Payload Data）進行壓縮。

收到包需要解壓示例代碼：

 1bool MyWebSocketSession::processPackage(const std::string& data)
 2{
 3    std::string out;
 4    //m_bClientCompressed在握手确定是否支持壓縮
 5    if (m_bClientCompressed)
 6    {
 7        //解壓
 8        if (!ZlibUtil::inflate(data, out))
 9        {
10            LOGE("uncompress failed, dataLength: %d", data.length());
11            return false;
12        }
13
14    }
15    else
16        out = data;
17
18    //如(rú)果不需要解壓，則out=data，反之則out是解壓後的數據
19    LOGI("receid data: %s", out.c_str());
20
21
22    return Process(out);
23}

對包進行壓縮的算(suàn)法：

 1size_t dataLength = data.length();
 2std::string destbuf;
 3if (m_bClientCompressed)
 4{
 5    //按需壓縮
 6    if (!ZlibUtil::deflate(data, destbuf))
 7    {
 8        LOGE("compress buf error, data: %s", data.c_str());
 9        return;
10    }
11}
12else
13    destbuf = data;
14
15LOGI("destbuf.length(): %d", destbuf.length());    

壓縮和解壓算(suàn)法即 gzip 壓縮算(suàn)法。

由于公衆号文章最大是 5000 字數限制，本文原文一(yī)共有 12000 字，公衆号發文時(shí)有省略。如(rú)果想獲取完整的文章請在公衆号後台回複 關(guān)鍵字【websocket協議(yì)分(fēn)析】。獲取文中完整源碼，請在公衆号後台回複關(guān)鍵字【websocket源碼】。

最後，限于筆者經驗水平有限，歡迎讀者就(jiù)文中的觀點提出寶貴的建議(yì)和意見。



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