以中間件,路由,跨進程事件的姿勢使用WebSocket
通過參考koa中間件,socket.io遠程事件調用,以一種新的姿勢來使用WebSocket。
瀏覽器端
瀏覽器端使用WebSocket很簡單
// Create WebSocket connection. const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080'); // Connection opened socket.addEventListener('open', function (event) { socket.send('Hello Server!'); }); // Listen for messages socket.addEventListener('message', function (event) { console.log('Message from server ', event.data); });
MDN關於WebSocket的介紹
能註冊的事件有onclose,onerror,onmessage,onopen。用的比較多的是onmessage,從服務器接受到數據後,會觸發message事件。通過註冊相應的事件處理函數,可以根據後端推送的數據做相應的操作。
如果只是寫個demo,單單輸出後端推送的信息,如下使用即可:
socket.addEventListener('message', function (event) {
console.log('Message from server ', event.data);
});
實際使用過程中,我們需要判斷後端推送的數據然後執行相應的操作。比如聊天室應用中,需要判斷消息是廣播的還是私聊的或者群聊的,以及是純文字信息還是圖片等多媒體信息。這時message處理函數裏可能就是一堆的if else。那麽有沒有什麽別的優雅的姿勢呢?答案就是中間件與事件,跨進程的事件的發布與訂閱。在說遠程事件發布訂閱之前,需要先從中間件開始,因為後面實現的遠程事件發布訂閱是基於中間件的。
中間件
前面說了,在WebSocket實例上可以註冊事件有onclose,onerror,onmessage,onopen。每一個事件的處理函數裏可能需要做各種判斷,特別是message事件。參考koa,可以將事件處理函數以中間件方式來進行使用,將不同的操作邏輯分發到不同的中間件中,比如聊天室應用中,聊天信息與系統信息(比如用戶登錄屬於系統信息)是可以放到不同的中間件中處理的。
koa提供use接口來註冊中間件。我們針對不同的事件提供相應的中間件註冊接口,並且對原生的WebSocket做封裝。
export default class EasySocket{ constructor(config) { this.url = config.url; this.openMiddleware = []; this.closeMiddleware = []; this.messageMiddleware = []; this.errorMiddleware = []; this.openFn = Promise.resolve(); this.closeFn = Promise.resolve(); this.messageFn = Promise.resolve(); this.errorFn = Promise.resolve(); } openUse(fn) { this.openMiddleware.push(fn); return this; } closeUse(fn) { this.closeMiddleware.push(fn); return this; } messageUse(fn) { this.messageMiddleware.push(fn); return this; } errorUse(fn) { this.errorMiddleware.push(fn); return this; } }
通過xxxUse
註冊相應的中間件。 xxxMiddleware
中就是相應的中間件。xxxFn
中間件通過compose處理後的結構
再添加一個connect方法,處理相應的中間件並且實例化原生WebSocket
connect(url) {
this.url = url || this.url;
if (!this.url) {
throw new Error('url is required!');
}
try {
this.socket = new WebSocket(this.url, 'echo-protocol');
} catch (e) {
throw e;
}
this.openFn = compose(this.openMiddleware);
this.socket.addEventListener('open', (event) => {
let context = { client: this, event };
this.openFn(context).catch(error => { console.log(error) });
});
this.closeFn = compose(this.closeMiddleware);
this.socket.addEventListener('close', (event) => {
let context = { client: this, event };
this.closeFn(context).then(() => {
}).catch(error => {
console.log(error)
});
});
this.messageFn = compose(this.messageMiddleware);
this.socket.addEventListener('message', (event) => {
let res;
try {
res = JSON.parse(event.data);
} catch (error) {
res = event.data;
}
let context = { client: this, event, res };
this.messageFn(context).then(() => {
}).catch(error => {
console.log(error)
});
});
this.errorFn = compose(this.errorMiddleware);
this.socket.addEventListener('error', (event) => {
let context = { client: this, event };
this.errorFn(context).then(() => {
}).catch(error => {
console.log(error)
});
});
return this;
}
使用koa-compose模塊處理中間件。註意context傳入了哪些東西,後續定義中間件的時候都已使用。
compose的作用可看這篇文章 傻瓜式解讀koa中間件處理模塊koa-compose
然後就可以使用了:
new EasySocket()
.openUse((context, next) => {
console.log("open");
next();
})
.closeUse((context, next) => {
console.log("close");
next();
})
.errorUse((context, next) => {
console.log("error", context.event);
next();
})
.messageUse((context, next) => {
//用戶登錄處理中間件
if (context.res.action === 'userEnter') {
console.log(context.res.user.name+' 進入聊天室');
}
next();
})
.messageUse((context, next) => {
//創建房間處理中間件
if (context.res.action === 'createRoom') {
console.log('創建房間 '+context.res.room.anme);
}
next();
})
.connect('ws://localhost:8080')
可以看到,用戶登錄與創建房間的邏輯放到兩個中間件中分開處理。不足之處就是每個中間件都要判斷context.res.action,而這個context.res就是後端返回的數據。怎麽消除這個頻繁的if判斷呢? 我們實現一個簡單的消息處理路由。
路由
定義消息路由中間件
messageRouteMiddleware.js
export default (routes) => {
return async (context, next) => {
if (routes[context.req.action]) {
await routes[context.req.action](context,next);
} else {
console.log(context.req)
next();
}
}
}
定義路由
router.js
export default {
userEnter:function(context,next){
console.log(context.res.user.name+' 進入聊天室');
next();
},
createRoom:function(context,next){
console.log('創建房間 '+context.res.room.anme);
next();
}
}
使用:
new EasySocket()
.openUse((context, next) => {
console.log("open");
next();
})
.closeUse((context, next) => {
console.log("close");
next();
})
.errorUse((context, next) => {
console.log("error", context.event);
next();
})
.messageUse(messageRouteMiddleware(router))//使用消息路由中間件,並傳入定義好的路由
.connect('ws://localhost:8080')
一切都變得美好了,感覺就像在使用koa。想一個問題,當接收到後端推送的消息時,我們需要做相應的DOM操作。比如路由裏面定義的userEnter,我們可能需要在對應的函數裏操作用戶列表的DOM,追加新用戶。這使用原生JS或JQ都是沒有問題的,但是如果使用vue,react這些,因為是組件化的,用戶列表可能就是一個組件,怎麽訪問到這個組件實例呢?(當然也可以訪問vuex,redux的store,但是並不是所有組件的數據都是用store管理的)。
我們需要一個運行時註冊中間件的功能,然後在組件的相應的生命周期鉤子裏註冊中間件並且傳入組件實例
運行時註冊中間件,修改如下代碼:
messageUse(fn, runtime) {
this.messageMiddleware.push(fn);
if (runtime) {
this.messageFn = compose(this.messageMiddleware);
}
return this;
}
修改 messageRouteMiddleware.js
export default (routes,component) => {
return async (context, next) => {
if (routes[context.req.action]) {
context.component=component;//將組件實例掛到context下
await routes[context.req.action](context,next);
} else {
console.log(context.req)
next();
}
}
}
類似vue mounted中使用
mounted(){
let client = this.$wsClients.get("im");//獲取指定EasySocket實例
client.messageUse(messageRouteMiddleware(router,this),true)//運行時註冊中間件,並傳入定義好的路由以及當前組件中的this
}
路由中通過 context.component 即可訪問到當前組件。
完美了嗎?每次組件mounted 都註冊一次中間件,問題很大。所以需要一個判斷中間件是否已經註冊的功能。也就是一個支持具名註冊中間件的功能。這裏就暫時不實現了,走另外一條路,也就是之前說到的遠程事件的發布與訂閱,我們也可以稱之為跨進程事件。
跨進程事件
看一段socket.io的代碼:
Server (app.js)
var app = require('http').createServer(handler)
var io = require('socket.io')(app);
var fs = require('fs');
app.listen(80);
function handler (req, res) {
fs.readFile(__dirname + '/index.html',
function (err, data) {
if (err) {
res.writeHead(500);
return res.end('Error loading index.html');
}
res.writeHead(200);
res.end(data);
});
}
io.on('connection', function (socket) {
socket.emit('news', { hello: 'world' });
socket.on('my other event', function (data) {
console.log(data);
});
});
Client (index.html)
<script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
<script>
var socket = io('http://localhost');
socket.on('news', function (data) {
console.log(data);
socket.emit('my other event', { my: 'data' });
});
</script>
註意力轉到這兩部分:
服務端
socket.emit('news', { hello: 'world' });
socket.on('my other event', function (data) {
console.log(data);
});
客戶端
var socket = io('http://localhost');
socket.on('news', function (data) {
console.log(data);
socket.emit('my other event', { my: 'data' });
});
使用事件,客戶端通過on訂閱‘news‘事件,並且當觸發‘new’事件的時候通過emit發布‘my other event‘事件。服務端在用戶連接的時候發布‘news‘事件,並且訂閱‘my other event‘事件。
一般我們使用事件的時候,都是在同一個頁面中on和emit。而socket.io的神奇之處就是同一事件的on和emit是分別在客戶端和服務端,這就是跨進程的事件。
那麽,在某一端emit某個事件的時候,另一端如果on監聽了此事件,是如何知道這個事件emit(發布)了呢?
沒有看socket.io源碼之前,我設想應該是emit方法裏做了某些事情。就像java或c#,實現rpc的時候,可以依據接口定義動態生成實現(也稱為代理),動態實現的(代理)方法中,就會將當前方法名稱以及參數通過相應協議進行序列化,然後通過http或者tcp等網絡協議傳輸到RPC服務端,服務端進行反序列化,通過反射等技術調用本地實現,並返回執行結果給客戶端。客戶端拿到結果後,整個調用完成,就像調用本地方法一樣實現了遠程方法的調用。
看了socket.io emit的代碼實現後,思路也是大同小異,通過將當前emit的事件名和參數按一定規則組合成數據,然後將數據通過WebSocket的send方法發送出去。接收端按規則取到事件名和參數,然後本地觸發emit。(註意遠程emit和本地emit,socket.io中直接調用的是遠程emit)。
下面是實現代碼,事件直接用的emitter模塊,並且為了能自定義emit事件名和參數組合規則,以中間件的方式提供處理方法:
export default class EasySocket extends Emitter{//繼承Emitter
constructor(config) {
this.url = config.url;
this.openMiddleware = [];
this.closeMiddleware = [];
this.messageMiddleware = [];
this.errorMiddleware = [];
this.remoteEmitMiddleware = [];//新增的部分
this.openFn = Promise.resolve();
this.closeFn = Promise.resolve();
this.messageFn = Promise.resolve();
this.errorFn = Promise.resolve();
this.remoteEmitFn = Promise.resolve();//新增的部分
}
openUse(fn) {
this.openMiddleware.push(fn);
return this;
}
closeUse(fn) {
this.closeMiddleware.push(fn);
return this;
}
messageUse(fn) {
this.messageMiddleware.push(fn);
return this;
}
errorUse(fn) {
this.errorMiddleware.push(fn);
return this;
}
//新增的部分
remoteEmitUse(fn, runtime) {
this.remoteEmitMiddleware.push(fn);
if (runtime) {
this.remoteEmitFn = compose(this.remoteEmitMiddleware);
}
return this;
}
connect(url) {
...
//新增部分
this.remoteEmitFn = compose(this.remoteEmitMiddleware);
}
//重寫emit方法,支持本地調用以遠程調用
emit(event, args, isLocal = false) {
let arr = [event, args];
if (isLocal) {
super.emit.apply(this, arr);
return this;
}
let evt = {
event: event,
args: args
}
let remoteEmitContext = { client: this, event: evt };
this.remoteEmitFn(remoteEmitContext).catch(error => { console.log(error) })
return this;
}
}
下面是一個簡單的處理中間件:
client.remoteEmitUse((context, next) => {
let client = context.client;
let event = context.event;
if (client.socket.readyState !== 1) {
alert("連接已斷開!");
} else {
client.socket.send(JSON.stringify({
type: 'event',
event: event.event,
args: event.args
}));
next();
}
})
意味著調用
client.emit('chatMessage',{
from:'admin',
masg:"Hello WebSocket"
});
就會組合成數據
{
type: 'event',
event: 'chatMessage',
args: {
from:'admin',
masg:"Hello WebSocket"
}
}
發送出去。
服務端接受到這樣的數據,可以做相應的數據處理(後面會使用nodejs實現類似的編程模式),也可以直接發送給別的客戶端。客戶受到類似的數據,可以寫專門的中間件進行處理,比如:
client.messageUse((context, next) => {
if (context.res.type === 'event') {
context.client.emit(context.res.event, context.res.args, true);//註意這裏的emit是本地emit。
}
next();
})
如果本地訂閱的chatMessage事件,回到函數就會被觸發。
在vue或react中使用,也會比之前使用路由的方式簡單
mounted() {
let client = this.$wsClients.get("im");
client.on("chatMessage", data => {
let isSelf = data.from.id == this.user.id;
let msg = {
name: data.from.name,
msg: data.msg,
createdDate: data.createdDate,
isSelf
};
this.broadcastMessageList.push(msg);
});
}
組件銷毀的時候移除相應的事件訂閱即可,或者清空所有事件訂閱
destroyed() {
let client = this.$wsClients.get("im");
client.removeAllListeners();
}
心跳重連
核心代碼直接從websocket-heartbeat-js copy過來的(用npm包,還得在它的基礎上再包一層),相關文章 初探和實現websocket心跳重連。
核心代碼:
heartCheck() {
this.heartReset();
this.heartStart();
}
heartStart() {
this.pingTimeoutId = setTimeout(() => {
//這裏發送一個心跳,後端收到後,返回一個心跳消息
this.socket.send(this.pingMsg);
//接收到心跳信息說明連接正常,會執行heartCheck(),重置心跳(清除下面定時器)
this.pongTimeoutId = setTimeout(() => {
//此定時器有運行的機會,說明發送ping後,設置的超時時間內未收到返回信息
this.socket.close();//不直接調用reconnect,避免舊WebSocket實例沒有真正關閉,導致不可預料的問題
}, this.pongTimeout);
}, this.pingTimeout);
}
heartReset() {
clearTimeout(this.pingTimeoutId);
clearTimeout(this.pongTimeoutId);
}
最後
源碼地址:easy-socket-browser
nodejs實現的類似的編程模式(有空再細說):easy-socket-node
實現的聊天室例子:online chat demo
聊天室前端源碼:lazy-mock-im
聊天室服務端源碼:lazy-mock
以中間件,路由,跨進程事件的姿勢使用WebSocket