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在 Node.js 中使用 WebSocket 和实时通信

Mary-Kate Olsen
Mary-Kate Olsen
Nov 16, 2024 pm 12:01 PM

Working with WebSocket and Real-Time Communication in Node.js

在现代应用程序中，实时通信至关重要，尤其是对于实时聊天、通知和协作工具等功能。 WebSocket 是一种协议，可通过单个长期连接在客户端和服务器之间进行双向通信。本文介绍了 WebSocket、它在 Node.js 中的实现，以及 Socket.IO 的作用，Socket.IO 是一个流行的库，可简化实时应用程序中的 WebSocket 使用。

WebSocket：什么、为什么以及如何？

WebSocket 是一种维护持久连接的协议，允许数据交换，而无需 HTTP 的持续请求-响应周期。一些用例包括：

  • 实时消息应用程序（例如聊天室）
  • 在线游戏需要实时更新
  • 社交媒体应用程序中的事件通知
  • 协作工具（例如 Google 文档）
WebSocket 的工作原理

    客户端与服务器建立HTTP连接。
    2. 服务器将此连接升级为 WebSocket 协议。
    3. 客户端和服务器都可以通过这个持久连接实时发送和接收消息。
在 Node.j 中实现 WebSocket

使用 ws 的基本 WebSocket 服务器

让我们使用 ws 包构建一个简单的 WebSocket 服务器。

第 1 步： 安装 ws： 

npm install ws
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第 2 步： 创建 WebSocket 服务器： 

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

server.on('connection', (socket) => {
  console.log('Client connected');

  // Listening for messages from the client
  socket.on('message', (message) => {
    console.log(`Received message: ${message}`);
    // Echo message back to client
    socket.send(`Server: ${message}`);
  });

  // Handling connection close
  socket.on('close', () => {
    console.log('Client disconnected');
  });
});

console.log('WebSocket server is running on ws://localhost:8080');
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第 3 步： 从客户端连接： 

<script>
  const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');

  socket.onopen = () => {
    console.log('Connected to server');
    socket.send('Hello Server!');
  };

  socket.onmessage = (event) => {
    console.log(`Received from server: ${event.data}`);
  };
</script>
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Socket.IO 简介：简化的 WebSocket 管理

Socket.IO 是一个简化实时通信并添加自动重连和广播等功能的库。

Socket.IO安装 

npm install socket.io
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使用 Socket.IO 构建实时聊天应用程序

服务器端实现: 

const express = require('express');
const http = require('http');
const { Server } = require('socket.io');

const app = express();
const server = http.createServer(app);
const io = new Server(server);

io.on('connection', (socket) => {
  console.log('A user connected');

  socket.on('chat message', (msg) => {
    // Broadcast message to all connected clients
    io.emit('chat message', msg);
  });

  socket.on('disconnect', () => {
    console.log('User disconnected');
  });
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('Server is listening on http://localhost:3000');
});
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客户端实现: 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Real-Time Chat</title>
</head>
<body>
  <h1>Chat Room</h1>
  <input>



<h2>
  
  
  Node.js Streams: Efficient Data Handling
</h2>

<p>Node.js streams provide a way to process data piece by piece, which is particularly useful for handling large files.</p>

<h3>
  
  
  Types of Streams
</h3>

<ol>
<li>
<strong>Readable</strong>: For reading data from a source.</li>
<li>
<strong>Writable</strong>: For writing data to a destination.</li>
<li>
<strong>Duplex</strong>: For both reading and writing.</li>
<li>
<strong>Transform</strong>: For modifying or transforming data as it’s read or written.</li>
</ol>

<h3>
  
  
  Example: Reading a Large File with Streams
</h3>



<pre class="brush:php;toolbar:false">const fs = require('fs');

const readStream = fs.createReadStream('largefile.txt', { encoding: 'utf8' });

readStream.on('data', (chunk) => {
  console.log('New chunk received:', chunk);
});

readStream.on('end', () => {
  console.log('File reading completed');
});
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扩展 Node.js 应用程序

扩展 Node.js 应用程序可确保它可以通过添加更多资源来处理增加的负载。

水平缩放

    部署应用程序的多个实例和负载平衡请求。
垂直缩放

    增加服务器能力（CPU、内存）以处理更多请求。
NGINX：负载平衡和提供静态内容

NGINX 是一个 Web 服务器，通常用于负载平衡、缓存和提供静态内容。

示例：使用 NGINX 提供静态文件

  1. 安装 NGINX 
npm install ws
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  1. 配置 NGINX

编辑 /etc/nginx/sites-available/default:

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

server.on('connection', (socket) => {
  console.log('Client connected');

  // Listening for messages from the client
  socket.on('message', (message) => {
    console.log(`Received message: ${message}`);
    // Echo message back to client
    socket.send(`Server: ${message}`);
  });

  // Handling connection close
  socket.on('close', () => {
    console.log('Client disconnected');
  });
});

console.log('WebSocket server is running on ws://localhost:8080');
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  1. 启动 NGINX 
<script>
  const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');

  socket.onopen = () => {
    console.log('Connected to server');
    socket.send('Hello Server!');
  };

  socket.onmessage = (event) => {
    console.log(`Received from server: ${event.data}`);
  };
</script>
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SSL 和安全

SSL 对客户端和服务器之间的数据进行加密，增加了一层安全性。要设置 SSL：

  1. 生成 SSL 证书（或从提供商处获取一个）。
  2. 配置 NGINX 使用 SSL： 
npm install socket.io
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结论

本文探讨了实时通信、高效数据处理、扩展和保护 Node.js 应用程序以进行生产级部署的要点。 WebSockets、Socket.IO、NGINX 和 Node.js 流都是强大的工具，可以增强应用程序交互性、数据管理和安全性，从而实现更好的用户体验和可扩展性。

以上是在 Node.js 中使用 WebSocket 和实时通信的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！

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