引言
WebSocket 是一种基于 TCP 协议的轻量级网络通信协议，它可以在客户端和服务端之间建立连接，实现全双工通信。在前端开发中，往往需要实现实时通信的功能，如在线聊天、实时推送等，这时候使用 WebSocket 就是最佳选择。
本文将介绍使用 Node.js 实现基于 WebSocket 的实时通信的方法，详细讨论 WebSocket 的协议结构、如何使用 Node.js 构建 WebSocket 服务器、如何将 WebSocket 集成到前端应用中等内容。
WebSocket 协议结构
WebSocket 协议结构是非常简单的，它的请求和响应都是一段特定格式的字符串，称之为帧。WebSocket 协议定义了七种帧类型，分别是：
- Continuation Frame：用于后续的帧，它是数据帧的一个拆分包；
- Text Frame：文本帧；
- Binary Frame：二进制帧；
- Close Frame：关闭帧；
- Ping Frame：ping 帧，用于检测连接是否还存活；
- Pong Frame：pong 帧，响应 ping 帧；
- Reserved Frame：保留帧，暂未使用。
WebSocket 协议每一帧都由一个固定的头部和可选的尾部组成，如下图所示：
其中，FIN 是一个 1 位的二进制标识符，表示这是一个结束帧还是还有其他帧，OPCODE 是一个 4 位二进制码，表示帧的类型，MASK 和 PAYLOAD LEN 分别表示数据是否进行了掩码处理和负载数据的长度，MASK KEY 是一个 4 字节的掩码，最后是负载数据。
构建 WebSocket 服务器
要实现基于 WebSocket 的实时通信，需要先构建一个 WebSocket 服务器。下面是使用 Node.js 构建 WebSocket 服务器的步骤：
安装
ws库。--- ------- --
创建服务器，并监听 WebSocket 连接。
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在连接成功后，可以进行一些初始化操作，如记录用户信息、发送欢迎消息等。
接收和处理消息。
在 WebSocket 连接建立之后，可以使用
socket.on('message', (message) => {})事件监听客户端发送的数据。在收到消息后，可以进行相应的处理操作。-------------------- --------- -- - --------------------- -------- ------------- -- ---------------- ---
发送消息。
WebSocket 服务器可以使用
socket.send(message)方法向客户端发送消息。------------------- ----------
关闭连接。
WebSocket 连接可以使用
socket.close()方法关闭。---------------
也可以在客户端主动关闭连接时进行相应的处理。
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在前端应用中集成 WebSocket
使用 Node.js 构建 WebSocket 服务器后，需要在前端应用中集成 WebSocket。下面是 WebSocket 在前端应用中使用的步骤：
创建 WebSocket 连接。
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在创建 WebSocket 连接时，需要传入相应的服务器地址和端口。
发送消息。
WebSocket 可以使用
socket.send方法向服务器发送消息。------------------- ----------
接收消息。
WebSocket 可以使用
socket.onmessage事件监听服务器发送的消息。---------------- - ------- -- - --------------------- -------- ---------------- --
关闭连接。
WebSocket 可以使用
socket.close()方法关闭连接。---------------
示例代码
WebSocket 服务器
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---WebSocket 客户端
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结论
WebSocket 是一种实现实时通信的重要协议，它可以在客户端和服务端之间建立全双工通信。使用 Node.js 构建 WebSocket 服务器非常简单，只需要使用 ws 库并监听相应的事件即可。在前端应用中使用 WebSocket 也非常简单，只需要创建 WebSocket 连接并监听相应的事件即可。使用 WebSocket 能够大大简化实现实时通信的难度，提升用户交互的体验。
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