مقدمه
WebSocket ها روشی را که ما در زمان واقعی برنامه های وب می سازیم متحول کرده اند. بر خلاف HTTP سنتی، که از مدل درخواست-پاسخ پیروی می کند، WebSockets ارتباطات تمام دوبلکس را فعال می کند و امکان ارسال و دریافت داده ها را به طور همزمان فراهم می کند. این باعث می‌شود WebSockets برای برنامه‌هایی که نیاز به تأخیر کم و به‌روزرسانی‌های بلادرنگ دارند، ایده‌آل باشد.
WebSocket چیست؟
WebSocket پروتکلی است که ارتباط دائمی بین یک کلاینت و یک سرور را فراهم می کند. این اتصال امکان تبادل مداوم داده ها را بدون نیاز به درخواست های مکرر HTTP فراهم می کند. WebSocket ها از یک اتصال TCP استفاده می کنند که باز باقی می ماند و امکان برقراری ارتباط بلادرنگ را فراهم می کند.
WebSocket چگونه کار می کند
- دست دادن: ارتباط با یک دست دادن بین مشتری و سرور شروع می شود. مشتری یک درخواست HTTP برای ارتقای اتصال به WebSocket ارسال می کند. سرور با کد وضعیت HTTP 101 پاسخ می دهد که سوئیچ پروتکل را نشان می دهد.
- اتصال پایدار: هنگامی که دست دادن کامل شد، یک ارتباط دائمی برقرار می شود. این اتصال باز می ماند و امکان تبادل مداوم داده ها را فراهم می کند.
- ارتباط فول دوبلکس: WebSocket ارتباط تمام دوبلکس را فعال می کند، به این معنی که داده ها می توانند به طور همزمان ارسال و دریافت شوند.
- فریم های داده: داده ها به صورت فریم هایی که می توانند متنی، باینری یا فریم های کنترلی باشند، منتقل می شوند. این قاب ها امکان انتقال کارآمد و انعطاف پذیر داده را فراهم می کنند.
مزایای فنی WebSockets
-
اتصال پایدار:
- چرا: HTTP سنتی به یک اتصال جدید برای هر چرخه درخواست-پاسخ نیاز دارد که سربار و تاخیر را اضافه می کند.
- چگونه: WebSocket ها یک اتصال طولانی مدت را ایجاد می کنند که باز باقی می ماند و امکان تبادل مداوم داده ها را بدون نیاز به باز و بسته کردن مکرر اتصالات فراهم می کند. این باعث کاهش هزینه‌های اضافی مرتبط با راه‌اندازی و قطع اتصال می‌شود که منجر به ارتباطات کارآمدتر می‌شود.
- مثال: در یک برنامه چت زنده، پس از برقراری اتصال WebSocket، پیام ها را می توان بلافاصله بدون نیاز به ایجاد اتصال جدید برای هر پیام ارسال و دریافت کرد. این منجر به یک تجربه چت روانتر و پاسخگوتر می شود.
-
تأخیر کم:
- چرا: ایجاد یک اتصال جدید برای هر درخواست HTTP باعث ایجاد تاخیر به دلیل زمان تنظیم اتصال می شود.
- چگونه: با WebSockets، اتصال قبلا برقرار شده است، بنابراین داده ها می توانند فورا ارسال و دریافت شوند. این به ویژه برای برنامه‌های بلادرنگ که تأخیر کم بسیار مهم است، مانند چت‌های زنده و بازی‌های آنلاین مفید است. اتصال مداوم تضمین می کند که داده ها می توانند با حداقل تاخیر منتقل شوند.
- مثال: در یک بازی چند نفره آنلاین، WebSockets امکان به روز رسانی و تعامل بین بازیکنان را در زمان واقعی فراهم می کند. تأخیر کم تضمین می کند که اقدامات انجام شده توسط یک بازیکن بلافاصله در بازی برای سایر بازیکنان منعکس می شود و یک تجربه بازی یکپارچه را ارائه می دهد.
-
ارتباط فول دوبلکس:
- چرا: HTTP سنتی از یک مدل درخواست-پاسخ پیروی می کند که در آن مشتری درخواستی را ارسال می کند و منتظر پاسخ سرور می ماند و ارتباط را در یک زمان به یک جهت محدود می کند.
- چگونه: WebSockets از ارتباطات تمام دوبلکس پشتیبانی می کند و به مشتری و سرور امکان ارسال و دریافت همزمان داده ها را می دهد. این برنامه‌های تعاملی و پاسخ‌گوی بیشتری را امکان‌پذیر می‌کند، زیرا هر دو طرف می‌توانند در زمان واقعی بدون انتظار برای پاسخ‌های یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
- مثال: در یک برنامه تبلیغاتی سهام، WebSockets به سرور اجازه می دهد تا به روز رسانی قیمت سهام را در زمان واقعی به مشتری ارسال کند بدون اینکه مشتری مجبور باشد هر به روز رسانی را درخواست کند. این تضمین می کند که کاربران آخرین قیمت سهام را فورا دریافت می کنند.
-
استفاده کارآمد از منابع:
- چرا: باز و بسته شدن مکرر اتصالات در HTTP منابع سرور و شبکه را مصرف می کند.
- چگونه: با حفظ یک اتصال دائمی، WebSocket ها نیاز به تنظیمات مکرر اتصال و قطع شدن آن را کاهش می دهند. این منجر به استفاده کارآمدتر از منابع سرور و شبکه می شود، زیرا هزینه های مدیریت اتصال به حداقل می رسد. سرور می تواند اتصالات بیشتری را به طور همزمان انجام دهد بدون اینکه تحت فشار قرار گیرد.
- مثال: در یک ابزار همکاری بلادرنگ، WebSockets به چندین کاربر اجازه می دهد تا یک سند را به طور همزمان ویرایش کنند. اتصال مداوم تضمین می کند که تغییرات ایجاد شده توسط یک کاربر فوراً برای همه کاربران دیگر منعکس می شود، بدون نیاز به تنظیمات مکرر اتصال.
-
سربار کاهش یافته است:
- چرا: هر درخواست HTTP شامل سرصفحه‌هایی است که به داده‌های در حال انتقال اضافه می‌کنند و اندازه کلی داده را افزایش می‌دهند و کارایی را کاهش می‌دهند.
- چگونه: WebSocket ها از یک اتصال TCP برای تبادل مداوم داده ها استفاده می کنند که باعث کاهش سربار هدرهای HTTP می شود. این باعث می شود WebSocket ها برای برنامه هایی که نیاز به به روز رسانی مکرر یا حجم زیادی از داده دارند کارآمدتر شود. سربار کاهش یافته امکان انتقال سریعتر و کارآمدتر داده را فراهم می کند.
- مثال: در یک سیستم اطلاع رسانی بلادرنگ، WebSockets به سرور اجازه می دهد تا اعلان ها را بدون سربار هدرهای HTTP به مشتری ارسال کند. این تضمین می کند که اعلان ها به سرعت و کارآمد ارائه می شوند.
-
مقیاس پذیری:
- چرا: مدیریت تعداد زیادی از اتصالات همزمان با HTTP سنتی می تواند چالش برانگیز و نیازمند منابع باشد.
- چگونه: WebSocket ها می توانند تعداد زیادی از اتصالات همزمان را به طور موثرتری مدیریت کنند. این مقیاس پذیری برای برنامه های کاربردی وب مدرن که نیاز به پشتیبانی از تعاملات بلادرنگ با چندین کاربر دارند ضروری است. WebSockets می تواند ترافیک بالا و چندین کاربر را بدون کاهش قابل توجه عملکرد مدیریت کند.
- مثال: در یک پلتفرم پخش زنده، WebSockets به سرور اجازه می دهد تا هزاران بیننده را به طور همزمان مدیریت کند. مدیریت کارآمد اتصالات تضمین می کند که همه بینندگان جریان زنده را با حداقل تاخیر و کیفیت بالا دریافت می کنند.
نتیجه گیری
WebSockets یک راه حل قدرتمند برای برنامه های کاربردی وب در زمان واقعی ارائه می دهد که تاخیر کم و ارتباطات کارآمد را ارائه می دهد. در حالی که آنها محدودیت هایی دارند، مزایای آنها آنها را به ابزاری ارزشمند برای توسعه وب مدرن تبدیل می کند.
منابع اضافی
- اسناد WebSocket
- WebSocket API
