go的websocket实现（附代码）

互联网 19-11-25

websocket分为握手和数据传输阶段，即进行了HTTP握手 + 双工的TCP连接

握手阶段

握手阶段就是普通的HTTP

客户端发送消息：

GET /chat HTTP/1.1     Host: server.example.com     Upgrade: websocket     Connection: Upgrade     Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==     Origin: http://example.com     Sec-WebSocket-Version: 13

服务端返回消息：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

这里的Sec-WebSocket-Accept的计算方法是：

base64(hsa1(sec-websocket-key + 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11))

如果这个Sec-WebSocket-Accept计算错误浏览器会提示：

Sec-WebSocket-Accept dismatch

如果返回成功，Websocket就会回调onopen事件

数据传输

websocket的数据传输使用的协议是：

参数的具体说明：

FIN：1位，用来表明这是一个消息的最后的消息片断，当然第一个消息片断也可能是最后的一个消息片断；

RSV1, RSV2, RSV3: 分别都是1位，如果双方之间没有约定自定义协议，那么这几位的值都必须为0,否则必须断掉WebSocket连接；

Opcode:4位操作码，定义有效负载数据，如果收到了一个未知的操作码，连接也必须断掉，以下是定义的操作码：

* %x0 表示连续消息片断

* %x1 表示文本消息片断

* %x2 表未二进制消息片断

* %x3-7 为将来的非控制消息片断保留的操作码

* %x8 表示连接关闭

* %x9 表示心跳检查的ping

* %xA 表示心跳检查的pong

* %xB-F 为将来的控制消息片断的保留操作码

Mask:1位，定义传输的数据是否有加掩码,如果设置为1,掩码键必须放在masking-key区域，客户端发送给服务端的所有消息，此位的值都是1；

Payload length: 传输数据的长度，以字节的形式表示：7位、7+16位、或者7+64位。

Masking-key:0或4个字节，客户端发送给服务端的数据，都是通过内嵌的一个32位值作为掩码的；掩码键只有在掩码位设置为1的时候存在。

Payload data: (x+y)位，负载数据为扩展数据及应用数据长度之和。

Extension data:x位，如果客户端与服务端之间没有特殊约定，那么扩展数据的长度始终为0，任何的扩展都必须指定扩展数据的长度，或者长度的计算方式，以及在握手时如何确定正确的握手方式。如果存在扩展数据，则扩展数据就会包括在负载数据的长度之内。

Application data:y位，任意的应用数据，放在扩展数据之后，应用数据的长度=负载数据的长度-扩展数据的长度。

实例

具体使用go的实现例子：

客户端：

html：

<html>     <head>         <script type="text/javascript" src="./jquery.min.js"></script>     </head>     <body>         <input type="button" id="connect" value="websocket connect" />         <input type="button" id="send" value="websocket send" />         <input type="button" id="close" value="websocket close" />     </body>     <script type="text/javascript" src="./websocket.js"></script> </html>

js：

var socket;   $("#connect").click(function(event){     socket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8000");       socket.onopen = function(){         alert("Socket has been opened");     }       socket.onmessage = function(msg){         alert(msg.data);     }       socket.onclose = function() {         alert("Socket has been closed");     } });   $("#send").click(function(event){     socket.send("send from client"); });   $("#close").click(function(event){     socket.close(); })

服务端：

package main   import(     "net"     "log"     "strings"     "crypto/sha1"     "io"     "encoding/base64"     "errors" )   func main() {     ln, err := net.Listen("tcp", ":8000")     if err != nil {         log.Panic(err)     }       for {         conn, err := ln.Accept()         if err != nil {             log.Println("Accept err:", err)         }         for {             handleConnection(conn)         }     } }   func handleConnection(conn net.Conn) {     content := make([]byte, 1024)     _, err := conn.Read(content)     log.Println(string(content))     if err != nil {         log.Println(err)     }       isHttp := false     // 先暂时这么判断     if string(content[0:3]) == "GET" {         isHttp = true;     }     log.Println("isHttp:", isHttp)     if isHttp {         headers := parseHandshake(string(content))         log.Println("headers", headers)         secWebsocketKey := headers["Sec-WebSocket-Key"]           // NOTE：这里省略其他的验证         guid := "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"           // 计算Sec-WebSocket-Accept         h := sha1.New()         log.Println("accept raw:", secWebsocketKey + guid)           io.WriteString(h, secWebsocketKey + guid)         accept := make([]byte, 28)         base64.StdEncoding.Encode(accept, h.Sum(nil))         log.Println(string(accept))           response := "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"         response = response + "Sec-WebSocket-Accept: " + string(accept) + "\r\n"         response = response + "Connection: Upgrade\r\n"         response = response + "Upgrade: websocket\r\n\r\n"                                 log.Println("response:", response)         if lenth, err := conn.Write([]byte(response)); err != nil {             log.Println(err)         } else {             log.Println("send len:", lenth)         }           wssocket := NewWsSocket(conn)         for {             data, err := wssocket.ReadIframe()             if err != nil {                 log.Println("readIframe err:" , err)             }             log.Println("read data:", string(data))             err = wssocket.SendIframe([]byte("good"))             if err != nil {                 log.Println("sendIframe err:" , err)             }             log.Println("send data")         }               } else {         log.Println(string(content))         // 直接读取     } }   type WsSocket struct {     MaskingKey []byte     Conn net.Conn }   func NewWsSocket(conn net.Conn) *WsSocket {     return &WsSocket{Conn: conn} }   func (this *WsSocket)SendIframe(data []byte) error {     // 这里只处理data长度<125的     if len(data) >= 125 {         return errors.New("send iframe data error")     }       lenth := len(data)     maskedData := make([]byte, lenth)     for i := 0; i < lenth; i++ {         if this.MaskingKey != nil {             maskedData[i] = data[i] ^ this.MaskingKey[i % 4]         } else {             maskedData[i] = data[i]         }     }       this.Conn.Write([]byte{0x81})       var payLenByte byte     if this.MaskingKey != nil && len(this.MaskingKey) != 4 {         payLenByte = byte(0x80) | byte(lenth)         this.Conn.Write([]byte{payLenByte})         this.Conn.Write(this.MaskingKey)     } else {         payLenByte = byte(0x00) | byte(lenth)         this.Conn.Write([]byte{payLenByte})     }     this.Conn.Write(data)     return nil }   func (this *WsSocket)ReadIframe() (data []byte, err error){     err = nil       //第一个字节：FIN + RSV1-3 + OPCODE     opcodeByte := make([]byte, 1)     this.Conn.Read(opcodeByte)       FIN := opcodeByte[0] >> 7     RSV1 := opcodeByte[0] >> 6 & 1     RSV2 := opcodeByte[0] >> 5 & 1     RSV3 := opcodeByte[0] >> 4 & 1     OPCODE := opcodeByte[0] & 15     log.Println(RSV1,RSV2,RSV3,OPCODE)       payloadLenByte := make([]byte, 1)     this.Conn.Read(payloadLenByte)     payloadLen := int(payloadLenByte[0] & 0x7F)     mask := payloadLenByte[0] >> 7       if payloadLen == 127 {         extendedByte := make([]byte, 8)         this.Conn.Read(extendedByte)     }           maskingByte := make([]byte, 4)     if mask == 1 {         this.Conn.Read(maskingByte)         this.MaskingKey = maskingByte     }       payloadDataByte := make([]byte, payloadLen)     this.Conn.Read(payloadDataByte)     log.Println("data:", payloadDataByte)       dataByte := make([]byte, payloadLen)     for i := 0; i < payloadLen; i++ {         if mask == 1 {             dataByte[i] = payloadDataByte[i] ^ maskingByte[i % 4]         } else {             dataByte[i] = payloadDataByte[i]         }     }       if FIN == 1 {         data = dataByte         return     }       nextData, err := this.ReadIframe()     if err != nil {         return     }     data = append(data, nextData…)     return }   func parseHandshake(content string) map[string]string {     headers := make(map[string]string, 10)     lines := strings.Split(content, "\r\n")       for _,line := range lines {         if len(line) >= 0 {             words := strings.Split(line, ":")             if len(words) == 2 {                 headers[strings.Trim(words[0]," ")] = strings.Trim(words[1], " ")             }         }     }     return headers }

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