浏览器前端与后端通信技术之 HTML5 Server-sent Events 详解

在现代 Web 应用中,前后端的实时通信一直都是一个挑战。传统的方式包括轮询、长轮询和 WebSocket,它们都有各自的优缺点,但它们对于不同的场景和需求不一定都适用。随着 HTML5 的普及,还出现了一种新的技术:HTML5 Server-sent Events。

本文将详细介绍 HTML5 Server-sent Events 的工作原理、优点、缺点以及如何使用它来实现前后端实时通信。

工作原理

HTML5 Server-sent Events(以下简称 SSE)允许浏览器通过 HTTP 协议和服务器建立持久连接,并推送事件数据流到浏览器端。相当于一种基于 HTTP 的单向实时通信通道。

在 SSE 中,浏览器通过 EventSource 对象与服务器进行连接。服务器端产生一个事件,将事件数据发送到浏览器端。而浏览器端可以使用 JavaScript 代码监听该事件,接收并展示数据。事件数据是一个 JSON 形式的文本,因此 SSE 可以支持各种类型的数据。

以下是一个简单的例子:

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在该例子中,HTML 部分包含一个 div 元素用于显示消息,并引入了一个 JavaScript 文件。JavaScript 部分使用 EventSource 对象建立一个 SSE 连接,并在收到消息时将消息添加到 div 元素中。

服务器部分的代码如下:

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服务器将消息通过 Content-TypeCache-Control 等 HTTP 头信息告知浏览器该请求是 SSE,然后不停地输出消息。消息必须以 data: 前缀开头,并以空行结尾。

在 SSE 连接被建立之后,服务器可以输出无限个消息。当浏览器断开连接时,SSE 连接也就自然结束了。注意,HTTP/2 中也可以使用 SSE,相比于 HTTP/1.1 它支持多路复用,可以有效提高性能。

优点

简单易用

SSE 代码比 WebSocket 和一些轮询技术都要简单易用。在 SSE 中,浏览器只需要连接到服务器,然后等待服务器推送数据。它不需要手动管理连接,也不需要手动处理消息队列,简单易用。

长连接

SSE 使用长连接,避免了一些轮询技术中的额外网络负载。在短时间间隔内的快速轮询可能会导致服务器过载,而使用了长连接后就可以避免这个问题。

只需要一个端口

SSE 与 WebSocket 相比有一个很大的优势:它只需要使用一个端口。这对于一些限制了开放网络端口的网络环境非常有用。

缺点

无法进行双向通信

和一些其他的实时通信技术比较,SSE 只支持从服务器向客户端的单向通信。因此,它不能用于客户端向服务器端进行请求和发送数据。

缺少对多路复用的支持

SSE 的头部信息非常大,导致启用多路复用时资源利用率不高。相比之下,WebSocket 相比较而言支持多路复用。

可靠性不够高

SSE 的长连接中断时,将不能自动恢复连接。因此,应用程序需要手动处理连接中断事件,建立新的连接并重新启动监听。

如何使用

使用 SSE,首先我们需要一个 SSE 服务器,然后编写 SSE 服务器端代码,将数据推送到浏览器端。我们还需要编写客户端代码使用 EventSource 对象,监听服务器端传输的数据流。

连接到 SSE 服务器

我们可以使用以下代码把 EventSource 当前实例与 SSE 服务器建立连接,其中 URL 参数指向 HTTP 服务器的 SSE 终端点(SSE endpoint):

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监听 SSE 事件

当 SSE 服务器发送事件时,浏览器将使用 onmessage 事件处理程序接收事件。以下是一个使用 SSE 的例子:

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在服务器上生成 SSE 数据

在服务器上生成 SSE 数据非常简单。我们只需要定义一个路由,然后使用 SSE 格式将数据推送到客户端。以下是使用 Node.js 和 Express 框架发送 SSE 数据的示例:

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在以上代码中,我们首先设置 Content-TypeCache-Control 标头,将响应发送到客户端。然后我们设置了一个计时器,每秒向客户端发送一个 ping 事件,并带上一个时间戳。

最后,我们向客户端发送一个 connecting 事件作为连接确认。客户端可以使用 id 属性以及 last-event-id 标头回放它们错过的事件。

结论

HTML5 Server-sent Events 是一种新的前端与后端之间实时通信的技术。SSE 具有诸多优点,例如简单易用、长连接和只需要一个端口等。但是,它也存在一些缺点,主要是无法进行双向通信和可靠性不够高等。在实际开发中,我们可以根据自己的需求和场景选择合适的技术。

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