在互联网飞速发展的当代，浏览器和服务器之间的实时通信已经越来越重要，传统的HTTP协议难以解决实时通信的需求。因此，由HTML5定义的websocket协议应运而生。这里我将用三篇文章来介绍websocket，并使用Springboot开发一个web聊天室的程序，其中会使用原生websocket协议开发，也会单独来介绍使用STOMP协议来开发。
在本篇，我们先看看什么是websocket。
1. 诞生背景
由于HTTP是无状态的协议，采用请求响应模型，服务端是不能主动推送信息给客户端的，只能由客户端发起请求，然后再由服务端进行响应。如果服务端数据有变化，必须通过客户端来获取，服务端是不能主动推送的。要解决实时交换数据的需求，一般的做法是通过轮询（还有http long pull和streaming两种方案，参见这篇 博文）来获得服务端最新信息，即：客户端（浏览器）每隔一段时间（比如1秒）向服务端发起请求，以获取最新的数据。
我们知道，HTTP是一种无状态协议，客户端请求然后服务端响应，则会断开TCP连接。因此，使用轮询的弊端是，客户端不断与服务端建立连接、断开连接，效率非常低下，且非常消耗服务器资源，并且也不是真正意义上的实时。
因此，我们需要一种技术，能够让服务端主动推送数据给客户端，而且消耗资源很少，效率更高。
2. 什么是websocket
3. 客户端与服务器的握手
WebSocket基于Http协议来完成握手(Handshake)阶段，在该阶段，客户端需要将服务端请求协议升级，由原来的HTTP协议升级为WebSocket协议，如果服务端能够支持WebSocket，则会告诉客户端升级成功。之后，双方就建立了一条快速通道，可以互相进行数据交互，后续通信就采用WebSocket协议来完成。
我们来简单看一下websocket与服务端的握手过程。WebSocket请求头跟HTTP请求头类似，只是添加了一些特殊的头标签，一个握手请求的头信息如下：
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com可以看到，websocket在握手阶段，采用的仍然是HTTP协议，但是请求添加了一些websocket特有的信息：
Upgrade: websocket：就是在请求服务端升级通信协议为WebSocket
Sec-WebSocket-Key：浏览器随机生成的一个base64的加密字符串，服务器用它来进行校验请求是来自websocket客户端
Sec-WebSocket-Protocol: 告诉服务器不直接使用websocket，而是使用websocket协议的子协议，例如后文将要介绍的STOMP就是websocket协议的子协议来通信
Sec-WebSocket-Version: 使用websocket协议的版本号
请求发送到服务器，如果服务器也支持websocket则升级成功，并响应如下头信息：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: chat这里，websocket握手完成服务器则会响应101状态码，至此，HTTP协议服务就已经结束，后续通信就采用websocket了。
4. websocket的应用场景
浏览器需要与服务端进行实时数据交换时，都可以使用websocket协议。最常见的如视频直播网站，都有聊天室和弹幕功能，巨大的数据量，如果使用HTTP，交过可想而知。另外，网页游戏开发、也包括一些电商类网站的秒杀、团购等等场景，都会用到websocket。
5. websocket备选方案
目前，各大浏览器都已经支持websocket，如果仍要兼容老版本的浏览器，或者某些代理服务对websocket协议有一些限制，又或者由于连接保持打开时间过长而被浏览器强制断开，导致出现问题，该怎么办呢？
这时，我们可以使用一些备选方案，比如通过js库来模拟浏览器的websocket api，Spring就提供了对 SocketJS协议的支持。
5.1. SocketJS
websocket诞生后，解决浏览器和服务端实时数据交换就有三种方案：websocket、streaming、long polling，如果浏览器支持websocket，我们完全没必要使用后两者了。SocketJS主在解决浏览器不支持websocket时，自动切换其他两种方案来尽可能的模拟websocket的效果，而不需要更改任何代码。相当于做了一个适配层，在不同的浏览器之间都可以使用类似websocket的效果。
SocketJS的组成：
定义的 SockJS protocol
SockJS JavaScript client：SocketJS客户端
SockJS服务端实现，例如Spring的spring-websocket模块已经支持socketjs
此外，spring-websocket也提供了SocketJS Java Client
SocketJS与服务器的连接时，SocketJS客户端先向服务端发送GET /info的HTTP请求，来获取服务端信息，然后决定使用哪种数据传输方案(transport)，如果支持websocket，则首选websocket，否则，使用streaming，如果还不支持则选择long polling。
关于SocketJS协议，可以看官方文档： https://github.com/sockjs/sockjs-protocol。
6. 总结
WebSocket是HTML5定义的浏览器与服务器实时通信的协议，它基于HTTP协议来完成与服务器的握手。目前，主流浏览器都已经支持websocket，如果浏览器不支持，也可以使用SocketJS来模拟websocket的API。WebSocket已经被广泛应用在网页游戏、视频直播、电商等等场景。