Node.js 中 WebSockets 和 Long Polling 的区别

WebSocket 和 长轮询 都提供实时通信，但它们的实现方式和效率有显著差异。WebSocket 允许客户端和服务器之间建立全双工、持久的连接，实现低延迟、双向的持续通信，并减轻服务器负担。它适用于需要实时更新的应用程序。另一方面，长轮询通过发送重复的 HTTP 请求来模拟实时通信，服务器在有新数据可用时保持连接打开。与 WebSocket 相比，长轮询的兼容性更强，但效率较低，对服务器的压力也更大。在本文中，我们将讨论 WebSocket 和长轮询之间的区别。在讨论它们的区别之前，我们必须先了解 WebSocket 和长轮询各自的优缺点。

什么是 WebSocket？

WebSocket 是一种通过单个 传输控制协议 (TCP) 连接创建全双工通信通道的协议。它允许 Web 浏览器和服务器之间进行实时、低开销的数据通信，使服务器能够在不等待客户端请求的情况下将信息发送给客户端。WebSocket 通过维护一个持续的连接来实现无缝的双向数据传输。

大多数现代 Web 浏览器都支持 WebSocket，包括 Google Chrome、Firefox、Safari、Microsoft Edge 和 Opera。它被设计成轻量级的，并且可以支持来自单个浏览器的多达 1024 个并发连接。与需要客户端不断请求更新的长轮询不同，WebSocket 保持连接打开，从而最大限度地减少了网络开销和延迟。此外，WebSocket 可以检测客户端断开连接，这比传统的长轮询有所改进。然而，它也有局限性，例如缺乏自动重连管理。由于其独特的连接和负载需求，与标准 HTTP 查询相比，为 WebSocket 实现负载均衡和代理技术可能更具挑战性。

优点

WebSocket 的几个优点如下：

1. 支持全双工通信：WebSocket 提供双向通信，允许服务器和客户端同时发送和接收消息。这提供了更具响应性的体验，非常适合聊天、游戏和实时更新等实时应用程序。
2. 跨平台支持：WebSocket 得到 Chrome、Firefox、Safari、Edge 和 Opera 等主流平台和浏览器的广泛支持。这种兼容性使其可以在各种场景中使用，包括移动和桌面应用程序。
3. 高速和低延迟：由于 WebSocket 保持连接打开，因此比长轮询等基于 HTTP 的方法速度更快。它减少了持续打开和关闭连接的开销，从而实现了更快速的数据传输和更低的延迟，非常适合需要实时数据流的应用程序。
4. 减少服务器负载和网络流量：通过维护一个打开的连接，WebSocket 消除了频繁的 HTTP 请求/响应周期，与传统轮询方法相比，这减少了服务器负载和网络带宽利用率。

缺点

WebSocket 的几个缺点如下：

1. 缺乏边缘缓存：传统的边缘服务器或 CDN 通常缓存基于 HTTP 的内容，但无法缓存 WebSocket 连接。对于需要全球数据分发的应用程序来说，这一限制会影响性能，因为所有请求都必须由源服务器直接处理，这可能会增加地理分散用户的延迟。
2. 没有内置的像 AJAX 那样的成功/失败机制：与 AJAX 请求不同，WebSocket 缺少用于确认每条消息传递成功或失败的定义明确的内置机制，这需要开发人员实现专门的确认系统来确保消息传递的可靠性。这会增加复杂性，尤其是在消息完整性和可靠性至关重要时。
3. 需要 HTML5 兼容的浏览器：WebSocket 基于 HTML5 特性，因此需要完全兼容 HTML5 的浏览器。尽管大多数现代浏览器都支持 WebSocket，但对于使用旧版浏览器或设备的消费者来说，兼容性可能是一个问题，这限制了它在特定环境或遗留系统中的可用性。
4. 增加了负载均衡和安全性的复杂性：虽然 WebSocket 允许实时通信，但它需要进行特定的配置才能进行负载均衡、安全和会话管理，这可能比常规 HTTP 更复杂。负载均衡 WebSocket 连接可能需要粘性会话或支持 WebSocket 的代理，从而增加了操作的复杂性。

什么是长轮询？

长轮询 是一种后端 Web 开发技术，它模拟客户端（通常是 Web 浏览器）和服务器之间的实时通信，允许动态数据更改而无需频繁查询。它经常用于实时 Web 应用程序。与客户端按固定间隔发送查询的标准轮询不同，长轮询通过保持单个请求打开，直到服务器上有新数据可用。当服务器收到新信息时，它会响应客户端，客户端会解析数据并立即发送另一个长轮询请求。这种方法通过减少不必要的网络流量并提高客户端数据的时效性来提高通信效率。

浏览器在长时间轮询时通常可以与服务器建立大约 6 个并行连接，这可能会限制高容量应用程序的可扩展性。长轮询是实现实时数据更新的最古老的方法之一，并且由于它是一种简单且广泛接受的方法，因此所有现代浏览器都支持它。

长轮询的兼容性很强，但它缺少自动重连功能，因此如果连接中断，客户端必须手动重新建立连接。此方法还使用了更多的服务器资源，因为它会重复地保持和响应 HTTP 请求，即使没有新数据可用。

尽管存在这些限制，长轮询仍然很受欢迎，因为它不需要 WebSocket 所需的专门基础设施，并且其负载均衡相对简单，这使其成为许多遗留系统和低频率更新应用程序的可行选择。

优点

长轮询的几个优点如下：

1. 最少的容错支持：长轮询几乎不需要额外的兼容性支持，因为它能很好地与常规 HTTP 一起工作，从而更易于在不同的 Web 浏览器和环境中实现。
2. 更新等待时间短：长轮询在有新数据可用时立即响应，从而减少了接收更新的等待时间，营造了实时通信的假象。
3. 易于实现：长轮询可以使用基本的 HTTP 请求在前端和后端代码中实现，无需复杂的协议或库。
4. 比常规轮询更有效：长轮询通过在有新数据可用时保持连接打开来避免重复的请求，从而减少了不必要的请求和网络开销。

缺点

长轮询的几个缺点如下：

1. 延迟问题：虽然它提高了更新频率，但长轮询仍然可能出现延迟，因为接收新数据和启动下一个请求之间可能存在轻微延迟。
2. 服务器负载增加：由于每个客户端都保持一个打开的请求，因此扩展到许多用户可能会导致服务器资源大量使用。如果服务器正在处理大量并发连接，尤其如此。
3. 资源利用：长轮询比传统的 HTTP 请求保持连接更长时间，这可能会给服务器资源带来压力，尤其是在高流量应用程序中，并且可能无法有效地利用 CPU 和内存。
4. 潜在延迟：网络速度、服务器处理时间和重连延迟可能导致通信中断，这会影响用户的实时体验。

Node.js 中 WebSocket 和长轮询之间的主要区别

WebSocket 和 长轮询 在 Node.js 中有几个区别。一些主要区别如下：

结论

总而言之，WebSocket 非常适合需要低延迟和持续双向通信的实时应用程序，但它需要复杂的架构并且缺乏自动重连。另一方面，长轮询与旧版浏览器兼容性更好，实现起来更简单，但效率较低且需要更多资源。选择哪种方案取决于项目的规模、实时性要求和浏览器兼容性。