Delphi的WebSocketServer控件实现(一、WebSocket原理)

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。它可以在客户端和服务器之间建立实时的向通信，而无需使用轮询或技术。本攻略将介绍WebSocket的原理，并讲解如何使用Delphi的WebSocketServer控件实现WebSocket服务器。

WebSocket原理

WebSocket协议是基于HTTP协议的，它使用HTTP的握手过程来建立连接，然后在连接建立后，双方可以通过这个连接进行实时双向通信。

以下是WebSocket手过程的步骤：

客户端向服务器发送一个HTTP请求，请求协议为WebSocket。
服务器返回一个HTTP响应，响应议为WebSocket，并包含一个Sec-WebSocket-Accept头部字段。
客户端和服务器之间建立一个TCP连接，并使用Sec-WebSocket-Accept头部字段的值来验证连接。
连接建后，客户端和服务器可以通过这个连接进行实时的双向通信。

以下是WebSocket帧的格式：

0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-----------------------------
|F|R|R|R| opcode|M| Payload len |    Extended payload length    |
|I|S|S|S|  (4)  |A|     (7)     |             (16/64)           |
|N|V|V|V|       |S|             |   (if payload len==126/127)   |
| |1|2|3|       |K|             |                               |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
  |     Extended payload length continued, if payload len == 127  |
  + - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
  |                               |Masking-key, if MASK set to 1  |
  +-------------------------------+-------------------------------+
  | Masking-key (continued)       |          Payload Data         |
  +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
  :                     Payload Data continued ...                :
  + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
  |                     Payload Data continued ...                |
  +---------------------------------------------------------------+

以下是WebSocket数据帧的各个字段的含义：

FIN：表示这是消息的最后一个数据帧。
RSV1、RSV2、RSV3：保留字段，暂时没有使用。
Opcode：表示数据帧的类型，包括文本、二进制、关闭连接等。
Mask：表示Payload Data是否经过掩码处理。
Payload len：表示 Data的长度。
Extended payload length：表示Payload Data的长度，如果Payload len为126，则使用2个字节表示，如果Payload len为127，则使用8个字节表示。
Masking-key：表示掩码的密钥，如果Mask为1，则必须包含该字段。
Payload Data表示消息的内容。

Delphi的WebSocketServer控件实现

Delphi的WebSocketServer控件是一个用于实现WebSocket服务器的控件。它可以在Delphi中轻松地实现WebSocket服务器，并提供了一些事件和方法来处理WebSocket连接消息。

以下是使用Delphi的WebSocketServer控件实现WebSocket服务器的步骤：

创建一个新的Delphi项目。
在项目中添加WebSocketServer控件。
在WebSocketServer控件的OnConnect事件中，处理WebSocket连接。
在WebSocket控件的OnMessage事件中，处理WebSocket消息。
在WebSocketServer控件的OnDisconnect事件中，处理WebSocket断开连接。

以下是示例代码：

procedure TForm1.WebSocketServer1Connect(AConnection TsgcWebSocketConnection);
begin
  // 处理WebSocket连接
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Message(AConnection: TsgcWebSocketConnection;
  const AData: TsgcWebSocketFrame);
begin
  // 处理WebSocket消息
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Disconnect(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  // 处理WebSocket断开连接
end;

在上面的示例中，我们在WebSocketServer控件的OnConnect、OnMessage和OnDisconnect事件中处理WebSocket连接、消息和断开连接。

示例一：使用WebSocketServer控件实现简单的聊天室

假设我们要使用WebSocketServer控件实现一个简单的聊天室。以下是实现步骤：

创建一个新的Delphi项目。
在项目中添加WebSocketServer控件。
在WebSocketServer控件的OnConnect事件中，将连接添加到连接列表中。
在WebSocketServer控件的OnMessage事件中，将消息广播给所有连接。
在WebSocketServer控件的OnDisconnect事件中，将连接从连接列表中删除。

以下是示例代码：

type
  TConnectionList = class(TObjectList<TsgcWebSocketConnection>)
  private
    FLock: TCriticalSection;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;
    procedure AddConnection(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
    procedure RemoveConnection(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
    procedure BroadcastMessage(const AData: string);
  end;

constructor TConnectionList.Create;
begin
  inherited Create(True);
  FLock := TCriticalSection.Create;
end;

destructor TConnectionList.Destroy;
begin
  FLock.Free;
  inherited Destroy;
end;

procedure TConnectionList.AddConnection(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  FLock.Enter;
  try
    Add(AConnection);
  finally
    FLock.Leave;
  end;
end;

procedure TConnectionList.RemoveConnection(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  FLock.Enter;
  try
    Remove(AConnection);
  finally
    FLock.Leave;
  end;
end;

procedure TConnectionList.BroadcastMessage(const AData: string);
var
  Connection: TsgcWebSocketConnection;
begin
  FLock.Enter;
  try
    for Connection in Self do
      Connection.SendMessage(AData);
  finally
    FLock.Leave;
  end;
end;

var
  ConnectionList: TConnectionList;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  ConnectionList := TConnectionList.Create;
end;

procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  ConnectionList.Free;
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Connect(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  ConnectionList.AddConnection(AConnection);
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Message(AConnection: TsgcWebSocketConnection;
  const AData: TsgcWebSocketFrame);
begin
  ConnectionList.BroadcastMessage(AData.AsString);
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Disconnect(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  ConnectionList.RemoveConnection(AConnection);
end;

在上面的示例中，我们创建了一个TConnectionList类来管理连接列表，并在WebSocketServer控件的OnConnect、OnMessage和OnDisconnect事件中使用该类来处理连接、消息和断开连接。我们还在FormCreate和FormDestroy事件中创建和释放了TConnectionList对象。

示例二：使用WebSocketServer件实现简单的游戏

另一个示例是使用WebSocketServer控件实现一个简单的游戏。以下是实现步骤：

创建一个新的Delphi项目。
在项目中添加WebSocketServer控件。
在WebSocketServer控件的OnConnect中，将连接添加到连接列表中。
4 在WebSocketServer控件的On事件中，处理游戏逻辑并将结果发送给连接。
在WebSocketServer控件的OnDisconnect事件中，将连接从连接列表中删除。

以下是示例代码：

type
  TPlayer = class

    FConnection: TsgcWebSocketConnection;
    FScore: Integer;
  public
    constructor Create(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
    procedure SendMessage(const AData: string);
    property Connection: TsgcWebSocketConnection read FConnection;
    property Score: Integer read FScore write FScore;
  end;

constructor TPlayer.Create(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  FConnection := AConnection;
  FScore := 0;
end;

procedure TPlayer.SendMessage(const AData: string);
begin
  FConnection.SendMessage(AData);
end;

var
  PlayerList: TObjectList<TPlayer>;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  PlayerList := TObjectList<TPlayer>.Create(True);
end;

procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  PlayerList.Free;
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Connect(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
begin
  PlayerList.Add(TPlayer.Create(AConnection));
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Message(AConnection: TsgcWebSocketConnection;
  const AData: TsgcWebSocketFrame);
var
  Player: TPlayer;
begin
  Player := PlayerList.Single(
    function(const APlayer: TPlayer): Boolean
    begin
      Result := APlayer.Connection = AConnection;
    end
  );
  if Assigned(Player) then
  begin
    // 处理游戏逻辑
    Player.SendMessage('Your score is ' + IntToStr(Player.Score));
  end;
end;

procedure TForm1.WebSocketServer1Disconnect(AConnection: TsgcWebSocketConnection);
var
  Player: TPlayer;
begin
  Player := PlayerList.Single(
    function(const APlayer: TPlayer): Boolean
    begin
      Result := APlayer.Connection = AConnection;
    end
  );
  if Assigned(Player) then
  begin
    PlayerList.Remove(Player);
    Player.Free;
  end;
end;

在上面的示例中，我们创建了一个TPlayer类来表示玩家，并在WebSocketServer控件的OnConnect、OnMessage和OnDisconnect事件中使用该类来处理连接、消息和断开连接。我们还在FormCreate和Form事件中创建和释放了TObjectList对象。

结论

在本攻略中，我们介绍了WebSocket的原理，并讲解了如何使用Delphi的WebSocketServer控件实现WebSocket服务器。我们提供了两个示例说明，演示了如何使用Server控件实现简单的聊天室和游戏。在实际使用中可以根据需要选择合适的示例或自行实现WebSocket服务器。

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Delphi的WebSocketServer控件实现

示例一：使用WebSocketServer控件实现简单的聊天室

示例二：使用WebSocketServer件实现简单的游戏

结论

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