WebSocket 详解，以及用QWebSocket 实现服务端和客户端（含代码例子）

1、WebSocket 诞生背景

早期，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是轮询（也叫短轮询）。

轮询是指由浏览器每隔一段时间向服务器发出 HTTP 请求，然后服务器返回最新的数据给客户端。

2、WebSocket的特点：

1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易；

2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，

并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器；

3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效；

4）可以发送文本，也可以发送二进制数据；

5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信；

6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL，

形如：ws://example.com:80/some/path。

3、 WebSocket 简介

WebSocket 是一种网络传输协议，可在单个 TCP 连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层；

4、WebSocket 优点

1）较少的控制开销：在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小；

2）更强的实时性：由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于 HTTP 请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；

3）保持连接状态：与 HTTP 不同的是，WebSocket 需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息；

4）更好的二进制支持：WebSocket 定义了二进制帧，相对 HTTP，可以更轻松地处理二进制内容；

5）可以支持扩展：WebSocket 定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。

由于 WebSocket 拥有上述的优点，所以它被广泛地应用在即时通讯/IM、实时音视频、在线教育和游戏等领域。

5、QWebSocket通讯—客户端：

主要用到的一些接口：（主要步骤）

#include <QWebSocket>
QWebSocket* m_pDataRecvWS = new QWebSocket();
m_pDataRecvWS->open(QUrl("URL"));//形如：ws://example.com:80/some/path

//客户端发出请求后，服务器会处理发相应的信号：
//1、连接成功后
connected();

//2、连接失败
disconnected();

//3、收到数据
textMessageReceived();

//常用的函数--------------------------------------
//发送消息
sendTextMessage()

简单的一个例子：

//例子
QTimer m_timer = new QTimer();//重连计时器
if (m_pDataRecvWS == nullptr)
{
   m_pDataRecvWS = new QWebSocket();
   connect(m_pDataRecvWS, &QWebSocket::disconnected, this, &WebSocketClient::slotOnDisConnected, Qt::AutoConnection);
   connect(m_pDataRecvWS, &QWebSocket::textMessageReceived, this, &WebSocketClient::slotOnTextReceived, Qt::AutoConnection);
   connect(m_pDataRecvWS, &QWebSocket::connected, this, &WebSocketClient::slotOnConnected, Qt::AutoConnection);
   connect(m_timer, QTimer::timeout, this, &WebSocketClient::slotReconnect, Qt::AutoConnection);
   m_pDataRecvWS->open(QUrl(m_strURL));
}

//连接成功-关闭重连的计时器
void WebSocketClient::slotOnConnected()
{
    m_bConnectStatus = true;
    m_timer->stop();
}

//连接失败-启动计时器准备重连
void WebSocketClient::slotOnDisConnected()
{
    m_bConnectStatus = false;
    m_timer->start(3000);/*-<当连接失败时，触发重连计时器，设置计数周期为3秒 */
}

//重连
void WebSocketClient::slotReconnect()
{
    m_pDataRecvWS->abort();
    m_pDataRecvWS->open(QUrl(m_strURL));
}

//收到消息
void WebSocketClient::slotOnTextReceived(const QString& msg)
{
   // todo
}

6、QWebSocket通讯—服务端：

主要用到的一些接口：（主要步骤）

//声明变量
QWebSocketServer *m_pWebSocketServer;
QList<QWebSocket *> m_clients;//保存连接的客户端
unsigned short mPort;//端口号
QString mServerName;//服务器名字

//1、创建服务器
m_pWebSocketServer = new QWebSocketServer(mServerName, QWebSocketServer::NonSecureMode, this);

//2、监听
m_pWebSocketServer->listen(QHostAddress::LocalHost, mPort);//端口号

//3、有新的连接，会发这个信号
connect(m_pWebSocketServer, &QWebSocketServer::newConnection, this, &WebSocketServer::onNewConnection);

//4、获得新的客户端nextPendingConnection
void WebSocketServer::onNewConnection()
{
    auto pSocket = m_pWebSocketServer->nextPendingConnection();
    pSocket->setParent(this);
    connect(pSocket, &QWebSocket::textMessageReceived, this, &WebSocketServer::processMessage);
    connect(pSocket, &QWebSocket::disconnected, this, &WebSocketServer::socketDisconnected);
    m_clients << pSocket;//放进去客户端列表
}

//5、接收到信息
void WebSocketServer::processMessage(const QString &message)
{
    QWebSocket *pSender = qobject_cast<QWebSocket *>(sender());
    for (QWebSocket *pClient : qAsConst(m_clients))
    {
        emit processServerMessage(message);
        if (pClient != pSender) //don't echo message back to sender
            pClient->sendTextMessage(message);
    }
}

//6、断开连接
void WebSocketServer::socketDisconnected()
{
    QWebSocket *pClient = qobject_cast<QWebSocket *>(sender());
    QTextStream(stdout) << getIdentifier(pClient) << " disconnected!\n";
    if (pClient)
    {
        m_clients.removeAll(pClient);
        pClient->deleteLater();
    }
}