服务器推技术-HTTP长连接

sonyet

　　本文由王吉发表在博客园
　　服务器“推”技术，简单的讲就是服务器主动与浏览器交流信息，而不是等到浏览器请求信息才做出响应，这种思想却并不符合HTTP的原理，但是却有着特殊的用处，比如基于B/S架构的在线聊天室，等等，甚至可以做一个基于B/S架构的在线股票实时查询系统。说了这么多，到底服务器“推”技术是如何实现的？听我讲完，其实这只是一种思想，而不是非常成熟的技术，下面我就这种思想的模拟技术简单的介绍一下：
　　1.Flash XMLSocket
　　如果 Web 应用的用户接受应用只有在安装了 Flash 播放器才能正常运行， 那么使用 Flash 的 XMLSocket 也是一个可行的方案。
　　这种方案实现的基础是：

• Flash 提供了 XMLSocket 类。
  
• JavaScript 和 Flash 的紧密结合：在 JavaScript 可以直接调用 Flash 程序提供的接口。
  

　　具体实现方法：在 HTML 页面中内嵌入一个使用了 XMLSocket 类的 Flash 程序。JavaScript 通过调用此 Flash 程序提供的套接口接口与服务器端的套接口进行通信。JavaScript 在收到服务器端以 XML 格式传送的信息后可以很容易地控制 HTML 页面的内容显示。
　　关于如何去构建充当了 JavaScript 与 Flash XMLSocket 桥梁的 Flash 程序，以及如何在 JavaScript 里调用 Flash 提供的接口，我们可以参考 AFLAX（Asynchronous Flash and XML）项目提供的 Socket Demo 以及 SocketJS（请参见 参考资源）。
　　Javascript 与 Flash 的紧密结合，极大增强了客户端的处理能力。从 Flash 播放器 V7.0.19 开始，已经取消了 XMLSocket 的端口必须大于 1023 的限制。Linux 平台也支持 Flash XMLSocket 方案。但此方案的缺点在于：

• 客户端必须安装 Flash 播放器；
  
• 因为 XMLSocket 没有 HTTP 隧道功能，XMLSocket 类不能自动穿过防火墙；
  
• 因为是使用套接口，需要设置一个通信端口，防火墙、代理服务器也可能对非 HTTP 通道端口进行限制；
  

　　不过这种方案在一些网络聊天室，网络互动游戏中已得到广泛使用。
　　

　　2.Java Applet 套接口
　　在客户端使用 Java Applet，通过 java.net.Socket 或 java.net.DatagramSocket 或 java.net.MulticastSocket 建立与服务器端的套接口连接，从而实现“服务器推”。
　　这种方案最大的不足在于 Java applet 在收到服务器端返回的信息后，无法通过 JavaScript 去更新 HTML 页面的内容。
　　

　　3.基于 HTTP 长连接的“服务器推”技术
　　Comet 简介
　　浏览器作为 Web 应用的前台，自身的处理功能比较有限。浏览器的发展需要客户端升级软件，同时由于客户端浏览器软件的多样性，在某种意义上，也影响了浏览器新技术的推广。在 Web 应用中，浏览器的主要工作是发送请求、解析服务器返回的信息以不同的风格显示。AJAX 是浏览器技术发展的成果，通过在浏览器端发送异步请求，提高了单用户操作的响应性。但 Web 本质上是一个多用户的系统，对任何用户来说，可以认为服务器是另外一个用户。现有 AJAX 技术的发展并不能解决在一个多用户的 Web 应用中，将更新的信息实时传送给客户端，从而用户可能在“过时”的信息下进行操作。而 AJAX 的应用又使后台数据更新更加频繁成为可能。
　　

　　“服务器推”是一种很早就存在的技术，以前在实现上主要是通过客户端的套接口，或是服务器端的远程调用。因为浏览器技术的发展比较缓慢，没有为“服务器推”的实现提供很好的支持，在纯浏览器的应用中很难有一个完善的方案去实现“服务器推”并用于商业程序。最近几年，因为 AJAX 技术的普及，以及把 IFrame 嵌在“htmlfile“的 ActiveX 组件中可以解决 IE 的加载显示问题，一些受欢迎的应用如 meebo，gmail+gtalk 在实现中使用了这些新技术；同时“服务器推”在现实应用中确实存在很多需求。因为这些原因，基于纯浏览器的“服务器推”技术开始受到较多关注，Alex Russell（Dojo Toolkit 的项目 Lead）称这种基于 HTTP 长连接、无须在浏览器端安装插件的“服务器推”技术为“Comet”。目前已经出现了一些成熟的 Comet 应用以及各种开源框架；一些 Web 服务器如 Jetty 也在为支持大量并发的长连接进行了很多改进。关于 Comet 技术最新的发展状况请参考关于 Comet 的 wiki。
　　下面将介绍两种 Comet 应用的实现模型。
　　（1）基于 AJAX 的长轮询（long-polling）方式
　　AJAX 的出现使得 JavaScript 可以调用 XMLHttpRequest 对象发出 HTTP 请求，JavaScript 响应处理函数根据服务器返回的信息对 HTML 页面的显示进行更新。使用 AJAX 实现“服务器推”与传统的 AJAX 应用不同之处在于：

• 服务器端会阻塞请求直到有数据传递或超时才返回。
  
• 客户端 JavaScript 响应处理函数会在处理完服务器返回的信息后，再次发出请求，重新建立连接。
  
• 当客户端处理接收的数据、重新建立连接时，服务器端可能有新的数据到达；这些信息会被服务器端保存直到客户端重新建立连接，客户端会一次把当前服务器端所有的信息取回。
  

　　一些应用及示例如 “Meebo”, “Pushlet Chat” 都采用了这种长轮询的方式。相对于“轮询”（poll），这种长轮询方式也可以称为“拉”（pull）。因为这种方案基于 AJAX，具有以下一些优点：请求异步发出；无须安装插件；IE、Mozilla FireFox 都支持 AJAX。
　　在这种长轮询方式下，客户端是在 XMLHttpRequest 的 readystate 为 4（即数据传输结束）时调用回调函数，进行信息处理。当 readystate 为 4 时，数据传输结束，连接已经关闭。Mozilla Firefox 提供了对 Streaming AJAX 的支持， 即 readystate 为 3 时（数据仍在传输中），客户端可以读取数据，从而无须关闭连接，就能读取处理服务器端返回的信息。IE 在 readystate 为 3 时，不能读取服务器返回的数据，目前 IE 不支持基于 Streaming AJAX。
　　
　　（2）基于 Iframe 及 htmlfile 的流（streaming）方式
　　iframe 是很早就存在的一种 HTML 标记， 通过在 HTML 页面里嵌入一个隐蔵帧，然后将这个隐蔵帧的 SRC 属性设为对一个长连接的请求，服务器端就能源源不断地往客户端输入数据。
　　

　　上节提到的 AJAX 方案是在 JavaScript 里处理 XMLHttpRequest 从服务器取回的数据，然后 Javascript 可以很方便的去控制 HTML 页面的显示。同样的思路用在 iframe 方案的客户端，iframe 服务器端并不返回直接显示在页面的数据，而是返回对客户端 Javascript 函数的调用，如“<script type="text/javascript">js_func(“data from server ”)</script>”。服务器端将返回的数据作为客户端 JavaScript 函数的参数传递；客户端浏览器的 Javascript 引擎在收到服务器返回的 JavaScript 调用时就会去执行代码。
　　每次数据传送不会关闭连接，连接只会在通信出现错误时，或是连接重建时关闭（一些防火墙常被设置为丢弃过长的连接， 服务器端可以设置一个超时时间， 超时后通知客户端重新建立连接，并关闭原来的连接）。
　　使用 iframe 请求一个长连接有一个很明显的不足之处：IE、Morzilla Firefox 下端的进度栏都会显示加载没有完成，而且 IE 上方的图标会不停的转动，表示加载正在进行。Google 的天才们使用一个称为“htmlfile”的 ActiveX 解决了在 IE 中的加载显示问题，并将这种方法用到了 gmail+gtalk 产品中。Alex Russell 在 “What else is burried down in the depth's of Google's amazing JavaScript?”文章中介绍了这种方法。Zeitoun 网站提供的 comet-iframe.tar.gz，封装了一个基于 iframe 和 htmlfile 的 JavaScript comet 对象，支持 IE、Mozilla Firefox 浏览器，可以作为参考。
　　4.基于伪HTTP请求的服务器推技术模拟
　　由于在同一服务器下，我们可以获得每一个客户端的信息，比如IP，当前浏览页面，甚至sessionID等信息，我们完全可以利用这些信息在服务器端创建一个伪HTTP请求，从而使服务器做出响应，来更新该客户端的信息，从而实现服务器推技术，这种思路的优点如下：
　　A.不会像前几种技术一样时刻保持着与服务器的连接，从而占用服务器的资源，导致服务器压力额外增加，并且无法支持多用户，一般IIS的并发连接数设置为5000。
　　B.创建HTTP请求是在服务器端完成的，所以不会造成安全隐患，而且容易实现。
　　比如我们要做一个聊天室，可以使用如下原理

　　具体代码如何模拟，我也在研究中。希望高人给些指点。不胜感激。