瞬间掌握！服务器实时数据推送技术详解 (服务器实时数据推送)
随着互联网技术的不断发展，越来越多的企业开始依靠互联网进行业务运营。在这个信息时代，数据处理和展示变得至关重要，许多企业都需要实时展示数据给用户。然而，传统的轮询方式会导致服务器的性能和用户的体验不断下降。幸运的是，实时数据推送技术应运而生，它可以使得服务器和客户端直接进行通讯，从而实现一秒钟推送几百甚至上千条数据的高效率实时数据推送。那么，在这篇文章中，我们来详细了解一下服务器实时数据推送技术。
实时数据推送技术是什么？
实时数据推送技术，又称为Websocket技术，是一种建立在HTTP协议之上的双向通讯协议，它在客户端和服务器之间建立一个持久性的连接，实现实时的数据双向传输。通过这种技术，Web应用程序能够在客户端和服务器之间进行实时通讯，让数据的传输变得更加高效和及时。
实时数据推送技术的优势
1.更好的用户体验
通过Websocket技术实现的实时数据推送，用户能够更加高效地获取数据和信息。相较于传统的轮询方式，实时数据推送的响应速度更快，使得用户体验更为流畅和友好。
2.更低的资源消耗
实时数据推送技术采用双向通讯的方式，客户端和服务器之间建立了持久性连接，可以直接交换数据。这种方式可以大大减少HTTP协议中消耗的资源，减少服务器负载，提高应用程序性能。
3.更高的性能
传统的轮询方式，需要不断地向服务器发送请求，这使得服务器的负载不断上升，耗费更多的资源。实时数据推送技术可以避免这种问题，它能够将数据即时推送到客户端，而不需要不断发送请求，这使得整个系统更加高效。
实时数据推送技术的组成部分
实时数据推送技术中有三个主要组成部分，分别是Websocket协议、客户端和服务器。
1.Websocket协议
Websocket技术使用HTTP协议的8080端口，允许在Web浏览器和Web服务器之间互相发送一些数据。在Websocket协议中，WebSocket服务端和客户端可以相互发送文本消息和二进制数据。
2.客户端
客户端是Websocket技术的另一个组成部分。在客户端与推送服务器建立连接之后，客户端可以接收推送数据。因为Websocket技术是基于HTTP协议的，因此客户端可以通过浏览器或客户端程序进行连接。
3.服务器
服务器是Websocket技术实现的关键部分。Websocket服务器负责将数据推送到客户端。当客户端与服务器之间建立连接之后，服务器就可以实时推送新的数据到客户端。不同的Websocket服务器可能有不同的实现方式，但它们都具有同样的功能。
实时数据推送技术的实现方法
实时数据推送技术主要有两种实现方法，分别是基于自建服务端和第三方提供的服务。
1.基于自建服务端
基于自建服务端需要先学会Websocket的相关知识，然后搭建Websocket的服务端。一般来说，使用自建服务端可以自由控制数据流、展现形式及数据存储方式等，因此多用于较为复杂的系统。
2.基于第三方服务
与自建服务端相比，使用第三方服务的优势在于快速开发和稳定，而且使用成本更低。它不需要自己搭建服务端，只需要购买第三方服务即可使用，比如Pusher、Firebase等。
应用场景
实时数据推送技术可以应用于多个领域，它很适合对于信息实时处理的场景。
1.股票行情
股票行情实时变化非常频繁，传统的轮询方式无法满足实时呈现。通过Websocket技术，可以实时将股票数据及时推送到用户端。
2.在线游戏
在线游戏需要实时通讯，玩家之间可以随时互相交流，Websocket技术的双向通讯可以提升玩家体验，并且实时性很高。
3.在线客服
在线客服是电商运营中非常重要的一部分，需要及时回复用户的问题。通过Websocket技术实现的在线客服可以让客户和客服之间实时通讯，使得问题能够更快得到解决。
实时数据推送技术是一种让服务器和客户端直接通讯的技术，能够实现实时数据双向传输，优化用户体验，减少资源消耗和提高性能。它主要由Websocket协议、客户端和服务器组成，可以通过自建服务端和第三方服务的方式实现。实时数据推送技术的应用场景非常广泛，股票行情、在线游戏和在线客服等行业都可以应用。
相关问题拓展阅读：
一文吃透 WebSocket 原理
踩着年末的尾巴，提前布局来年，为来年的工作做个好的铺垫，所以就开始了面喊掘绝试历程，因为项目中使用到了 WebSocket ，面试官在深挖项目经验的时候，也难免提到 WebSocket 相关的知识点，因为之前并没有考虑这么深，所以，回答的还是有所欠缺，因此，赶紧趁热再熟悉熟悉，也借此机会，整理出来供大家咀嚼，每个项目都有其值得挖掘的闪光点，要用有爱的眼睛去发现。
WebSocket 是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。 WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。
在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接， 并进行双向数据传输。（）
WebSocket 本质上一种计算机网络应用层的协议，用来弥补 http 协议在持久通信能力上的不足。
WebSocket 协议在郑姿2023年诞生，2023年成为国际标准。现在最新版本浏览器都已经支持了。
它的更大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。
WebSocket 的其他特点包括：
我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？
因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，不具备服务器推送能力。
举例来说，我们想了解查询今天的实时数据，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。
这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用”轮询”：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。
在 WebSocket 协议出现以前，创建一个和服务端进双通道通信的 web 应用，需要依赖HTTP协议，进行不停的轮询，这会导致一些问题：
http 协议本身是没有持久通信能力的，但是我们在实际的应用中，是很需要这种能力的，所以，为了解决这些问题， WebSocket 协议由此而生，于2023年被IETF定为标准RFC6455，并被RFC7936所补充规范。并且在 HTML5 标准中增加了有关 WebSocket 协议的相关 api ，所以只要实现了 HTML5 标准的客户端，就可以与支持 WebSocket 协议的服务器进行全双工的持久通信了。
WebSocket 与 HTTP 的关系图：
下面一张图说明了 HTTP 与 WebSocket 的主要区别：
不同点：
与http协议一样， WebSocket 协议也需要通过已建立的散备TCP连接来传输数据。具体实现上是通过http协议建立通道，然后在此基础上用真正 WebSocket 协议进行通信，所以WebSocket协议和http协议是有一定的交叉关系的。首先， WebSocket 是一个持久化的协议，相对于 HTTP 这种非持久的协议来说。简单的举个例子吧，用目前应用比较广泛的 PHP 生命周期来解释。
HTTP 的生命周期通过 Request 来界定，也就是一个 Request 一个 Response ，那么在 HTTP1.0 中，这次 HTTP 请求就结束了。
在 HTTP1.1 中进行了改进，使得有一个 keep-alive，也就是说，在一个 HTTP 连接中，可以发送多个 Request，接收多个 Response。但是请记住 Request = Response， 在 HTTP 中永远是这样，也就是说一个 Request 只能有一个 Response。而且这个 Response 也是被动的，不能主动发起。首先 WebSocket 是基于 HTTP 协议的，或者说借用了 HTTP 协议来完成一部分握手。
首先我们来看个典型的 WebSocket 握手
熟悉 HTTP 的童鞋可能发现了，这段类似 HTTP 协议的握手请求中，多了这么几个东西。
这个就是 WebSocket 的核心了，告诉 Apache 、 Nginx 等服务器：注意啦，我发起的请求要用 WebSocket 协议，快点帮我找到对应的助理处理~而不是那个老土的 HTTP 。
这里开始就是 HTTP 最后负责的区域了，告诉客户，我已经成功切换协议啦~
依然是固定的，告诉客户端即将升级的是 WebSocket 协议，而不是 mozillasocket ，lurnarsocket 或者 shitsocket 。
然后， Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过服务器确认，并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key 。服务器：好啦好啦，知道啦，给你看我的 ID CARD 来证明行了吧。后面的， Sec-WebSocket-Protocol 则是表示最终使用的协议。至此，HTTP 已经完成它所有工作了，接下来就是完全按照 WebSocket 协议进行了。总结， WebSocket 连接的过程是：
优点：
缺点：
心跳就是客户端定时的给服务端发送消息，证明客户端是在线的， 如果超过一定的时间没有发送则就是离线了。
当客户端之一次发送请求至服务端时会携带唯一标识、以及时间戳，服务端到db或者缓存去查询改请求的唯一标识，如果不存在就存入db或者缓存中， 第二次客户端定时再次发送请求依旧携带唯一标识、以及时间戳，服务端到db或者缓存去查询改请求的唯一标识，如果存在就把上次的时间戳拿取出来，使用当前时间戳减去上次的时间， 得出的毫秒秒数判断是否大于指定的时间，若小于的话就是在线，否则就是离线；
通过查阅资料了解到 nginx 代理的 websocket 转发，无消息连接会出现超时断开问题。网上资料提到解决方案两种，一种是修改nginx配置信息，第二种是 websocket 发送心跳包。下面就来总结一下本次项目实践中解决的 websocket 的断线 和 重连 这两个问题的解决方案。主动触发包括主动断开连接，客户端主动发送消息给后端
主动断开连接，根据需要使用，基本很少用到。
下面主要讲一下客户端也就是前端如何实现心跳包：
首先了解一下心跳包机制
跳包之所以叫心跳包是因为：它像心跳一样每隔固定时间发一次，以此来告诉服务器，这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，是没有什么特别规定的，不过一般都是很小的包，或者只包含包头的一个空包。
在 TCP 的机制里面，本身是存在有心跳包的机制的，也就是 TCP 的选项： SO_KEEPALIVE 。系统默认是设置的2小时的心跳频率。但是它检查不到机器断电、网线拔出、防火墙这些断线。而且逻辑层处理断线可能也不是那么好处理。一般，如果只是用于保活还是可以的。
心跳包一般来说都是在逻辑层发送空的 echo 包来实现的。下一个定时器，在一定时间间隔下发送一个空包给客户端，然后客户端反馈一个同样的空包回来，服务器如果在一定时间内收不到客户端发送过来的反馈包，那就只有认定说掉线了。
在长连接下，有可能很长一段时间都没有数据往来。理论上说，这个连接是一直保持连接的，但是实际情况中，如果中间节点出现什么故障是难以知道的。更要命的是，有的节点(防火墙)会自动把一定时间之内没有数据交互的连接给断掉。在这个时候，就需要我们的心跳包了，用于维持长连接，保活。
心跳检测步骤：
针对这种异常的中断解决方案就是处理重连，下面我们给出的重连方案是使用js库处理：引入 reconnecting-websocket.min.js ，ws建立链接方法使用js库api方法：
断网监测支持使用js库： offline.min.js
以上方案，只是抛砖引玉，如果大家有更好的解决方案欢迎评论区分享交流。
WebSocket 是为了在 web 应用上进行双通道通信而产生的协议，相比于轮询HTTP请求的方式，WebSocket 有节省服务器资源，效率高等优点。WebSocket 中的掩码是为了防止早期版本中存在中间缓存污染攻击等问题而设置的，客户端向服务端发送数据需要掩码，服务端向客户端发送数据不需要掩码。WebSocket 中 Sec-WebSocket-Key 的生成算法是拼接服务端和客户端生成的字符串，进行SHA1哈希算法，再用base64编码。WebSocket 协议握手是依靠 HTTP 协议的，依靠于 HTTP 响应101进行协议升级转换。
服务器实时数据推送的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于服务器实时数据推送,瞬间掌握！服务器实时数据推送技术详解,一文吃透 WebSocket 原理的信息别忘了在本站进行查找喔。
