engine.io 原理詳解

WebSocket · 發表 2019-01-27 02:45:50

摘要： socket.io 是基於Websocket 的Client-Server 實時通訊庫。 socket.io 底層是基於 engine.io 這個庫。因此，在介紹 socket.io 之前，先簡單的介紹一些關於 engine.io 相關的知識，方便深入理解。依賴關係...

socket.io 是基於Websocket 的Client-Server 實時通訊庫。

socket.io 底層是基於 engine.io 這個庫。

因此，在介紹 socket.io 之前，先簡單的介紹一些關於 engine.io 相關的知識，方便深入理解。

依賴關係詳見:

package.json

2.Engine.io 基礎

engine.io 為 socket.io 提供跨瀏覽器/跨裝置的雙向通訊的底層庫。 engine.io 使用了 Websocket 和 XHR 方式封裝了一套 socket 協議。在低版本的瀏覽器中，不支援 Websocket ，為了相容使用長輪詢( polling )替代。

3.Engine.io 工作流程

Client

import eio from './engine.io-client'

// 建立一個socket長連線
let socket = new eio.Socket('ws://localhost');
複製程式碼

根據流程圖，可以看出:

建立長連線的方式有三種: websocket 、 xhr 、 jsonp 。其中，後兩種使用長輪詢的方式進行模擬。
所謂的長輪詢是指，客戶端傳送一次 request ，當服務端有訊息推送時會push一條 response 給客戶端。客戶端收到 response 後，會再次傳送 request ，重複上述過程，直到其中一端主動斷開連線為止。

4. webSocket 請求頭資訊

下圖是建立成功的socket長連線：

引數說明

Request URL
Request Method
Status Code

RFC 7231 規範定義

規範解釋: 當收到101請求狀態碼時，表明服務端理解並同意客戶端請求，更改 Upgrade header欄位。服務端也必須在 response 中，生成對應的 Upgrade 值。

Connection 設定 upgrade header,通知服務端，該 request 型別需要進行升級為 websocket 。 upgrade_mechanism 規範
Host 服務端 hostname
Origin 客戶端 hostname:port
Sec-WebSocket-Extensions 客戶端向服務端發起請求擴充套件列表(list)，供服務端選擇並在響應中返回
Sec-WebSocket-Key 祕鑰的值是通過規範中定義的演算法進行計算得出，因此是不安全的，但是可以阻止一些誤操作的websocket請求。
Sec-WebSocket-Protocol 指定有限使用的Websocket協議，可以是一個協議列表(list)。服務端在 response 中返回列表中支援的第一個值。
Sec-WebSocket-Version 指定通訊時使用的Websocket協議版本。最新版本:13,歷史版本
Upgrade 通知服務端，指定升級協議型別為 websocket

5.engine.io 協議解析

客戶端通過 engine.io 的url建立通訊連線
服務端在 response 中返回一個 open 的packet，JSON編碼資料格式如下: 1. sid : session id （ String ） 2. upgrades : 傳輸型別( Array ) 3. pingTimeout : 服務端通訊超時配置，客戶端用於超時檢測( Number ) 4. pingInterval : 服務端通訊定時器配置，客戶端用於超時檢測( Number )
收到客戶端傳送的 ping packets時，服務端必須定時傳送 pong packets
客戶端與服務端可以隨意交換 message pakcets
Polling 傳輸可以傳送一個 close pakcet來關閉 socket ,因為他們可能會一直 opening 或 closing

6. URLs

engine.io URL的組成如下:

/engine.io/[?\<query string>]

engine.io : 只允許由庫自身進行修改
query string : 可選欄位，並提供了四個保留欄位: 1. transport : 宣告傳輸方式，可選值:< polling ， websocket > 2. j : 如果傳輸方式為 polling ，但是需要 JSONP 的響應，則 j 必須設定為 JSONP 響應的 index 3. sid : 如果客戶端已經分配了一個 session id ,則 sid 必須包含在 query string 中 4. b64 : 如果客戶端不支援 XHR2 ,則必須在 query string 中加上 b64=1 標識，以通知服務端所有二進位制資料應該進行base64編碼

7. 編碼方式

engine.io 有兩種編碼方式:

packet
payload

Packet

編碼包可以是 UTF8 或 二進位制 資料，編碼格式如下:

< 包型別id >[< data >]

例如:

2probe

包型別id(packet type id)是一個整型，具體含義如下:

0 open 當開啟一個新傳輸時，服務端檢測併發送
1 close 請求關閉傳輸，但不是主動斷開連線
2 ping 客戶端發出，服務端應該返回包含相同資料的 pong packet進行應答
3 pong 服務端發出，用以響應客戶端的 ping packet
4 message 真實資料，客戶端和服務端應該呼叫回撥中的 data

// 服務端傳送 
send('4HelloWorld')
// 客戶端接收資料並呼叫回撥 
socket.on('message', function (data) { console.log(data); });
// 客戶端傳送 
send('4HelloWorld')
// 服務端接收資料並呼叫回撥 
socket.on('message', function (data) { console.log(data); })
複製程式碼

5 upgrade 在 engine.io 切換傳輸之前，它會測試伺服器和客戶端是否可以通過此傳輸進行通訊。如果此測試成功，客戶端將傳送升級資料包，請求伺服器重新整理舊傳輸上的快取並切換到新傳輸。
6 noop noop packet。主要用於在收到傳入的 websocket 連線時強制輪詢週期。
```
2send
3probe
5
```

Payload

Payload 是繫結在一起的一系列編碼分組。格式如下:

<length1>:<packet1>[<length2>:<packet2>[...]]

length : 表示 packet 的字元長度
packet : 真實資料包

Transports

engine.io 支援三種傳輸方式:

websocket
polling
```
jsonp
```

Polling

長輪詢傳輸包括客戶端向伺服器重複發出GET請求以獲取資料，以及具有從客戶端到伺服器的有效負載的POST請求以傳送資料。

XHR服務端必須支援 CORS

JSONP伺服器實現必須使用有效的 JavaScript 進行響應。 URL包含必須在響應中使用的 query string 引數 j 。 j 是整數。

JSONP包的格式:

___eio[< j > ](" <encoded payload> ");

例如:

___eio[4]("packet data");

原文地址