基于Node.js的WebSocket通信实现

关于“基于Node.js的WebSocket通信实现”的完整攻略，我将分为以下几个部分进行讲解：

WebSocket通信简介
Node.js搭建WebSocket服务器
WebSocket客户端与服务器的交互
示例说明

1. WebSocket通信简介

WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。WebSocket 使得浏览器与服务器之间的数据交换变得更加实时和高效。使用 WebSocket，我们可以在客户端和服务器之间建立一条持久的、双向的通信线路，可以通过它来传递任何数据。

2. Node.js搭建WebSocket服务器

在 Node.js 中，我们可以使用 ws 模块来搭建 WebSocket 服务器。使用如下代码来搭建WebSocket服务器：

const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 }); //监听8080端口

wss.on('connection', function connection(ws) {
  console.log('client connected'); //客户端连接成功
  //接收客户端发送的消息
  ws.on('message', function incoming(message) {
    console.log('received: %s', message);
  });
  //发送消息给客户端
  ws.send('Hello, I am server!');
});

在上面的代码中，我们使用 WebSocket.Server 创建了一个 WebSocket 服务器，并通过 wss.on('connection', function(connection) {...}) 来监听客户端的连接请求。当有客户端连接时，connection 参数代表当前连接的客户端，通过 connection.send(...) 来向客户端发送消息。

3. WebSocket客户端与服务器的交互

在客户端中，我们可以通过 WebSocket 类提供的实例方法来连接 WebSocket 服务器并进行数据交换。如下示例所示：

const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080'); //连接WebSocket服务器

ws.onopen = function() { //监听连接成功
  console.log('client connected');
  //向服务器发送消息
  ws.send('Hello, I am client!');
};

ws.onmessage = function(event) { //监听服务端的消息
  console.log('received: ' + event.data);
};

当客户端与服务器建立连接后，通过 ws.send(...) 来向服务器发送消息，而服务器则会通过 connection.send(...) 来向客户端发送消息。在客户端中，我们可以通过监听 ws.onmessage 事件来接收服务器发送的消息。

4. 示例说明

示例1：广播消息

在这个示例中，我们将搭建一个简单的聊天室，客户端与服务器可以实时收发消息，同时客户端的消息也会被广播给其他客户端。如下所示：

// server.js
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', function(connection) {
  console.log('client connected');

  connection.on('message', function(message) {
    console.log(`received: ${message}`);
    //服务器发送消息给所有客户端
    wss.clients.forEach(client => {
      if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(`${message}`);
      }
    });
  });
});

// client.html
<html>
<head>
  <title>WebSocket Chat</title>
</head>
<body>
  <input id="input" type="text" placeholder="请输入消息" />
  <button id="send">发送</button>
  <ul id="messages"></ul>
  <script>
    const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');
    const input = document.querySelector('#input');
    const sendBtn = document.querySelector('#send');
    const messages = document.querySelector('#messages');

    sendBtn.onclick = function() {
      const message = input.value;
      ws.send(message);
      input.value = '';
    };

    ws.onmessage = function(event) {
      const message = event.data;
      const li = document.createElement('li');
      li.textContent = message;
      messages.appendChild(li);
    };
  </script>
</body>
</html>

在该示例中，服务器接收到客户端发来的消息后，通过 wss.clients.forEach() 来向所有连接到服务器的客户端广播消息。而客户端接收到服务器发送的消息后，将其添加到相应的聊天记录区域中。

示例2：心跳检测

WebSocket 是基于 TCP 连接的，因此客户端与服务器之间可以保持一个连接。但是，如果在一段时间内没有数据传输，那么该连接可能会被中断。为了解决这个问题，我们可以通过心跳检测的方式来保持连接，如下所示：

// server.js
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', function(connection) {
  console.log('client connected');

  //每隔20s向客户端发送心跳包
  const heartbeat = setInterval(() => {
    connection.send('heartbeat');
  }, 20000);

  connection.on('message', function(message) {
    console.log(`received: ${message}`);
    //其他逻辑处理
  });

  //客户端断开连接时，清除心跳包发送定时器
  connection.on('close', function() {
    clearInterval(heartbeat);
  });
});

// client.html
<html>
<head>
  <title>WebSocket Heartbeat Test</title>
</head>
<body>
  <script>
    const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

    ws.onopen = function() {
      console.log('client connected');
    };

    ws.onmessage = function(event) {
      const message = event.data;
      if (message === 'heartbeat') {
        console.log('server heartbeat');
        return;
      }
      console.log(`received: ${message}`);
    };
  </script>
</body>
</html>

在该示例中，服务器每隔一段时间向客户端发送一个心跳包，客户端接收到心跳包后，立即返回一个消息，以确认客户端还处于连接状态。而服务器在接收到心跳包后，不需要处理任何逻辑，只需要等待下一个心跳包即可。如果在一定时间内没有收到心跳包，服务器就可以认为客户端已经掉线，从而进行相应的处理。

以上就是关于“基于Node.js的WebSocket通信实现”的完整攻略的讲解，希望对您有所帮助。

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