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面試官:說(shuō)說(shuō) WebSocket 和 Socket 及Http的區(qū)別?

:2024年12月14日 Java面試那些事兒
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HTTP 是無(wú)狀態(tài)的協(xié)議,HTTP 請(qǐng)求和響應(yīng)會(huì)斷開(kāi)連接,造成性能問(wèn)題。WebSocket、Socket 和 HTTP 的區(qū)別在于WebSocket是持久連接,Socket是無(wú)狀態(tài)的協(xié)議,HTTP 是請(qǐng)求響應(yīng)模型。

嗨,大家好!今天我們來(lái)聊聊面試中經(jīng)常被問(wèn)到的一個(gè)問(wèn)題——WebSocket、Socket 和 HTTP 的區(qū)別。這個(gè)問(wèn)題其實(shí)很常見(jiàn),面試官就是想通過(guò)這個(gè)問(wèn)題來(lái)看看你對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的理解以及你能不能通過(guò)簡(jiǎn)單的例子來(lái)表達(dá)這些技術(shù)的本質(zhì)。

作為一個(gè)程序員,我們總是需要了解這三者的不同點(diǎn),以及它們的應(yīng)用場(chǎng)景。畢竟,很多開(kāi)發(fā)工作都會(huì)涉及到這三者,尤其是涉及到實(shí)時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、后端服務(wù)等。那我們就一起來(lái)梳理一下這幾者到底有啥區(qū)別吧。

一、HTTP:請(qǐng)求響應(yīng)模型

首先,HTTP 是一種無(wú)狀態(tài)的協(xié)議,大家都知道,它基于請(qǐng)求-響應(yīng)的模式。也就是說(shuō),每一次請(qǐng)求都會(huì)有一個(gè)明確的請(qǐng)求和響應(yīng),并且服務(wù)端在處理完一個(gè)請(qǐng)求后就會(huì)關(guān)閉連接,不再保持狀態(tài)。每次請(qǐng)求都必須重新建立連接。

舉個(gè)例子:

// 簡(jiǎn)單的 HTTP 請(qǐng)求示例

URL url = new URL("http://example.com/api/data");

HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

connection.setRequestMethod("GET");

int responseCode = connection.getResponseCode();

System.out.println("Response Code: " + responseCode);

在上面的代碼中,HTTP 請(qǐng)求會(huì)發(fā)起一個(gè)連接,獲取數(shù)據(jù)后關(guān)閉連接。每次客戶端發(fā)起請(qǐng)求時(shí),都會(huì)重新建立一個(gè)連接,而服務(wù)端則會(huì)響應(yīng)并斷開(kāi)。

這就造成了一個(gè)問(wèn)題:HTTP 連接不持久,每次請(qǐng)求都得重新建立連接,性能上可能會(huì)有一定的開(kāi)銷(xiāo)。

二、WebSocket:全雙工通信

相比之下,WebSocket 是一種基于全雙工通信的協(xié)議。WebSocket 允許客戶端和服務(wù)端之間建立一個(gè)持久化的連接,一旦連接建立,雙方就可以互相發(fā)送數(shù)據(jù),且不需要重新建立連接。這意味著你可以在客戶端和服務(wù)端之間進(jìn)行雙向?qū)崟r(shí)通信。

舉個(gè)例子:

import java.net.URI;

import org.java-websocket.client.WebSocketClient;

import org.java-websocket.handshake.ServerHandshake;

public class WebSocketExample extends WebSocketClient {

    public WebSocketExample(URI serverURI) {

        super(serverURI);

    }

    @Override

    public void onOpen(ServerHandshake handshakedata) {

        System.out.println("Connected to server");

        send("Hello, Server!");

    }

    @Override

    public void onMessage(String message) {

        System.out.println("Received message: " + message);

    }

    @Override

    public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {

        System.out.println("Closed connection");

    }

    @Override

    public void onError(Exception ex) {

        ex.printStackTrace();

    }

    public static void main(String[] args) {

        WebSocketClient client = new WebSocketExample(URI.create("ws://localhost:8080"));

        client.connect();

    }

}

在這個(gè)例子中,WebSocketClient 類(lèi)通過(guò) WebSocket 協(xié)議與服務(wù)器建立連接,一旦連接建立,客戶端和服務(wù)器就可以互相發(fā)送消息,保持一個(gè)持久化的連接。

WebSocket 的好處在于:

  • 全雙工通信:客戶端和服務(wù)端都可以隨時(shí)發(fā)送消息,不需要等待對(duì)方的請(qǐng)求。

  • 低延遲:因?yàn)檫B接是持久化的,數(shù)據(jù)傳輸延遲非常低,適用于需要實(shí)時(shí)交互的場(chǎng)景,比如在線聊天、實(shí)時(shí)推送、游戲等。

  • 節(jié)省資源:由于連接是持久的,不需要每次都重新建立連接,避免了 HTTP 中不斷建立連接的性能消耗。

三、Socket:底層的網(wǎng)絡(luò)通信

再往下聊聊 Socket。Socket 是操作系統(tǒng)提供的一種底層網(wǎng)絡(luò)通信接口,是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)組件。它是比 HTTP 和 WebSocket 更底層的概念,可以理解為一個(gè)通信的“管道”,通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不同機(jī)器間的數(shù)據(jù)傳輸。

Socket 通信分為兩種模式:面向連接的 TCP 和無(wú)連接的 UDP。常見(jiàn)的 Web 應(yīng)用通常會(huì)使用 TCP,因?yàn)樗峁┝丝煽康膫鬏敱WC。

舉個(gè)例子:

import java.io.*;

import java.net.*;

public class SocketServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);

        System.out.println("Server is listening on port 12345");

        Socket socket = serverSocket.accept(); // 等待客戶端連接

        System.out.println("New client connected");

        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

        PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);

        String message = in.readLine();

        System.out.println("Received: " + message);

        out.println("Hello from server");

        socket.close();

    }

}

在這個(gè)例子中,我們創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)器,監(jiān)聽(tīng)端口 12345,等待客戶端連接。當(dāng)客戶端連接后,服務(wù)器就會(huì)通過(guò) Socket 獲取輸入流和輸出流進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

Socket 的優(yōu)點(diǎn):

  • 靈活性:它能實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的通信機(jī)制,比如多線程、異步等。

  • 低級(jí)控制:開(kāi)發(fā)者可以直接操作網(wǎng)絡(luò)層,能夠精確控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/p>

  • 支持多種協(xié)議:除了 TCP,還可以使用 UDP 進(jìn)行無(wú)連接的高效傳輸。

但是,Socket 也有一些缺點(diǎn)。比如,它需要開(kāi)發(fā)者更深入地理解底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,且開(kāi)發(fā)過(guò)程復(fù)雜,需要手動(dòng)處理連接的管理、數(shù)據(jù)的編碼解碼等。

四、WebSocket、Socket 和 HTTP 的區(qū)別總結(jié)

  1. 協(xié)議層級(jí)

  • HTTP 是應(yīng)用層協(xié)議,基于請(qǐng)求-響應(yīng)模型;

  • WebSocket 是應(yīng)用層協(xié)議,基于持久連接和全雙工通信;

  • Socket 是傳輸層協(xié)議,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的基本傳輸,可以基于 TCP 或 UDP 進(jìn)行通信。

  1. 連接方式

  • HTTP 每次請(qǐng)求都需要建立一個(gè)新的連接,連接不持久;

  • WebSocket 建立一次連接后保持長(zhǎng)連接,支持雙向通信;

  • Socket 通過(guò) TCP 或 UDP 協(xié)議建立連接,連接可以保持,但實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜。

  1. 實(shí)時(shí)性

  • HTTP 不適合實(shí)時(shí)通信,因?yàn)樗钦?qǐng)求-響應(yīng)的模式,延遲較高;

  • WebSocket 非常適合實(shí)時(shí)通信,延遲低,適合在線聊天、實(shí)時(shí)通知等場(chǎng)景;

  • Socket 也適用于實(shí)時(shí)通信,特別是在需要更精細(xì)控制的低級(jí)應(yīng)用中,比如游戲、視頻流等。

  1. 應(yīng)用場(chǎng)景

  • HTTP 用于常規(guī)的 Web 應(yīng)用場(chǎng)景,如請(qǐng)求數(shù)據(jù)、網(wǎng)頁(yè)加載等;

  • WebSocket 適用于實(shí)時(shí)聊天、消息推送、在線多人游戲等;

  • Socket 適用于低層次的網(wǎng)絡(luò)通信,如自定義協(xié)議、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等。

總的來(lái)說(shuō),選擇使用哪種技術(shù),得看實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。如果你開(kāi)發(fā)的是一個(gè)傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用,HTTP 就夠了;如果你需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送,WebSocket 是最佳選擇;如果你在做一些低層的網(wǎng)絡(luò)通信,Socket 則是你最靈活的選擇。

每種技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn),所以作為程序員,我們得根據(jù)項(xiàng)目需求和團(tuán)隊(duì)的技術(shù)棧來(lái)選擇合適的方案。這不僅考驗(yàn)我們對(duì)技術(shù)的理解,還考驗(yàn)我們?cè)趯?shí)際項(xiàng)目中靈活運(yùn)用技術(shù)的能力。

原文來(lái)源:https://mp.weixin.qq.com/s/-iuwjB32FOj2UPWUiVY0YA?poc_token=HFcSXWejZCh7Z0Ch0VnKyRg9lWdO7gYdlX2Jd2gW

[我要糾錯(cuò)]
文:王振袢&發(fā)表于江蘇
關(guān)鍵詞: 大家 今天 我們 聊聊 面試

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