项目：即时群聊通信系统（二）

以你之姓@ 2022-12-09 02:20 136阅读 0赞

## 即时IM通信 ##

##### 用开源websocket框架mongoose编写网页版本的群聊即时通信工具，使用websocket+mongoose+session+mysql+jsoncpp的技术构成，完成IM工具。 #####

**实现功能：**

1.  使用**WebSocket协议**来实现**客户端与服务端之间数据的双向交互，以此完成聊天功能**。
2.  使用**开源的mongoose框架遍历在线用户列表，广播发送消息，实现群聊、提醒某用户上线下线的功能**
3.  下载前端源代码：实现注册、登录、聊天界面，实现聊天室的可视化功能
4.  使用MySQL数据库存储用户信息，通过与数据库交互来实现用户登录、注册等功能

#### 一、很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是**轮询**。 ####

*  轮询是指在特定的时间间隔(如每一秒)，由浏览器对服务器发起HTTP请求，然后由服务器返回数据给浏览器。**由于HTTP协议是惰性的，只有客户端发起请求，服务器才会返回数据。**

轮询技术实现的前提条件同样是基于这种机制。而WebSocket属于服务端推送技术，本质是一种应用层协议，可以实现持久连接的全双工双向通信。

*  **WebSocket协议(应用层协议)的目标是在一个独立的持久连接上提供全双工双向通信**。客户端和服务器可以向对方主动发送和接受数据。在JS中创建WebSocket后，会有一个HTTP请求发向浏览器以发起请求。在取得服务器响应后，建立的连接会使用HTTP升级将HTTP协议转换为WebSocket协议。也就是说，使用标准的HTTP协议无法实现WebSocket，只 有支持那些协议的专门浏览器才能正常工作。WebSocket协议的建立需要先借助HTTP协议，在服务器返回**101**状态码之后，就可以进行websocket全双工双向通信了，就没有HTTP协议什么事情了。

#### 二. 心跳、Ajax长短轮询 ####

**1、心跳机制：**

**原理**：**客户端每隔N秒向服务端发送一个心跳消息，服务端收到心跳消息后，回复同样的心跳消息给客户端**。如果服务端或客户端在M秒（M>N）内都**没有收到包括心跳消息在内的任何消息，即心跳超时，我们就认为目标TCP连接已经断开了。**

心跳包的实现，通常有两种技术：

（1）应用层自己实现的心跳包

*  **由应用程序自己发送心跳包来检测连接是否正常，服务器每隔一定时间向客户端发送一个短小的数据包，然后启动一个线程，在线程中不断检测客户端的回应， 如果在一定时间内没有收到客户端的回应，即认为客户端已经掉线**；同样，如果客户端在一定时间内没有收到服务器的心跳包，则认为连接不可用。

（2）使用SO\_KEEPALIVE套接字选项

*  在**TCP的机制里面**，本身是存在有心跳包的机制的，也就是TCP的选项. **不论是服务端还是客户端，一方开启KeepAlive功能后，就会自动在规定时间内向对方发送心跳包， 而另一方在收到心跳包后就会自动回复**，以告诉对方我仍然在线。因为开启KeepAlive功能需要消耗额外的宽带和流量，所以TCP协议层默认并不开启默认的KeepAlive超时需要7,200，000 MilliSeconds， 即2小时，探测次数为5次。对于很多服务端应用程序来说，2小时的空闲时间太长。因此，**我们需要手工开启KeepAlive功能并设置合理的KeepAlive参数**

2、轮询及实现：

**（1）短轮询**

*  Ajax短轮询即**客户端周期性的向服务器发起HTTP请求，不管服务器是否真正获取到数据，都会向客户端返回响应（有就返回新数据，没有就返回一个表示’空’的自定义数据格式），一个HTTP连接结束。**
 *  每个request对应一个response，由于HTTP/1.1的持久连接(建立一次TCP连接，发送多个请求)和管线化技术(异步发送请求)，使得HTTP请求可以在建立一次TCP连接之后发起多个异步请求。

**（2）长轮询**

*  长轮询是短轮询的一种变体。
 *  在客户端向服务器发起HTTP请求之后，服务器并不是每次都立即响应：
 *  **当服务器得到最新数据时，会向客户端传输数据；当数据没有更新时，服务器会保持这个连接，等待更新数据之后，才向客户端传输数据**。
 *  当然，如果服务端数据长时间没有更新，一段时间后，请求就会超 时。客户端收到超时信息后，会重新发送一个HTTP请求给服务器。

**长轮询的经典实现 —— Comet：基于 HTTP 长连接的“服务器推”技术**

#### 三、http和websocket的长连接 ####

*  **短连接：  
    连接->传输数据->关闭连接**  
    HTTP是无状态的，浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。  
    也可以这样说：短连接是指SOCKET连接后发送后接收完数据后马上断开连接。
 *  **长连接  
    连接->传输数据->保持连接 -> 传输数据-> 。。。 ->关闭连接。**  
    长连接指建立SOCKET连接后不管是否使用都保持连接，但安全性较差。

###### HTTP长连接： ######

*  HTTP1.1通过使用Connection:keep-alive进行长连接，HTTP 1.1默认进行持久连接。在一次 TCP 连接中可以完成多个 HTTP 请求，但是对每个请求仍然要单独发 header，**Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。这种长连接是一种“伪链接”。**

###### websocket的长连接： ######

*  websocket的长连接，是一个真正的全双工。长连接第一次tcp链路建立之后，**后续数据可以双方都进行发送，不需要发送请求头。**
 *  keep-alive双方并没有建立正真的连接会话，服务端可以在任何一次请求完成后关闭。WebSocket 它本身就规定了是正真的、双工的长连接，两边都必须要维持住连接的状态。

#### 四、Mongoose是c语言写成的网络库。 ####

*  它为TCP、UDP、HTTP、WebSocket、CoAP、MQTT实现了**事件驱动型的非阻塞 api。**

#### 五、相关知识点： ####

**1、HTTP请求/响应报文：**

1.  HTTP请求报文：  
    **报文首部**：请求行（请求方法、请求URL、HTTP版本号）、请求首部字段、通用首部字段、实体首部字段、其他（可能会包含HTTP的RFC里未定义的首部（cookie等））  
    **空行  
    报文主体**
2.  HTTP响应报文：  
    **报文首部**：状态行（响应结果状态码、原因语句、HTTP版本）、各种首部字段（请求和响应的各种条件和属性的各类首部）通用首部字段、实体首部字段、响应首部字段。  
    **空行**：  
    **报文主体**：  
    ![HTTP请求/响应报文][HTTP]

**2、HTTP状态码**：

**1XX 信息性状态码（接受的请求正在处理）  
2XX 成功状态码（请求正常处理完毕）**

*  200：请求已正常处理
 *  204：请求处理成功，但没有资源要返回
 *  206：客户端进行范围请求，而服务器成功执行Get请求。

**3XX 重定向状态码（需要添加附加操作以完成请求）**

*  301：永久性重定向
 *  302：临时性重定向（请求上Post换为get）
 *  303:
 *  **304：资源已找到，但未符合条件请求**
 *  307：临时性重定向

**4XX　客户端错误状态码（服务器无法处理请求）**

*  400：请求报文中存在语法错误
 *  401：发送的请求需要经过HTTP请求
 *  403：对请求访问的资源被服务器拒绝访问
 *  404：服务器上没有请求资源

**5XX 服务器错误状态码（服务器处理请求出错）**

*  500：服务器请求错误
 *  503：服务器处于超负载或正处于停机维护

**3、Cookie和session区别**：

*  Cookie和session都是会话技术，cookie是运行在客户端，session是运行在服务器端。
 *  Cookie有大小限制以及浏览器存cookie的个数也有限制，session没有大小限制和服务器内存有关。
 *  Cookie有安全隐患，通过拦截或本地文件找得到你的cookie后可进行攻击，**session保存在服务器端一段时间才会消失，如果session过多会增加服务器的压力**。
 *  **Session原理**：浏览器第一次访问服务器时会创建一个session对象并返回jessionID=ID的值，创建一个Cookie对象key为jessionID、value为ID的值。将这个cookie写回浏览器。当浏览器第二次访问服务器时携带cookie信息JESSIONID的值，如果已被销毁，需要重新创建一个新的session再返回一个新的JESSIONID通过Cookie返回到浏览器。

**4、get/post/head/各种请求方法**

*  GET： 请求指定的页面信息，并返回实体主体。
 *  HEAD： 只请求页面的首部。
 *  POST： 请求服务器接受所指定的文档作为对所标识的URI的新的从属实体。
 *  PUT： 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
 *  Delete： 请求服务器删除指定的页面。
 *  OPTIONS： 允许客户端查看服务器的性能。

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