ASP.NET ｜日常开发中Websocket详解

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ASP.NET ｜日常开发中Websocket详解

前言
一、Websocket 概述
- 1.1 定义和背景
- 1.2 Websocket 协议的工作原理
二、在ASP.NET中使用 Websocket
- 2.1 ASP.NET Core 中的 Websocket 支持
- 2.2 创建 Websocket 端点和处理消息
三、Websocket 的应用场景
- 3.1 实时聊天应用
- 3.2 实时数据推送应用（如股票交易系统）
四、Websocket 的性能和安全性
- 4.1 性能考虑
- 4.2 安全性
结束语
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ASP.NET ｜日常开发中Websocket详解，在ASP.NET的日常开发中，WebSocket 是一种提供全双工通信通道的协议，它允许服务器和客户端之间进行实时的双向数据传输。这种通信方式对于需要实时更新的应用程序非常有用，比如聊天应用、实时通知系统、在线游戏等。接下来，我们将详细介绍ASP.NET中WebSocket的使用。

前言

在数字浪潮汹涌澎湃的时代，程序开发宛如一座神秘而宏伟的魔法城堡，矗立在科技的浩瀚星空中。代码的字符，似那闪烁的星辰，按照特定的轨迹与节奏，组合、交织、碰撞，即将开启一场奇妙且充满无限可能的创造之旅。当空白的文档界面如同深邃的宇宙等待探索，程序员们则化身无畏的星辰开拓者，指尖在键盘上轻舞，准备用智慧与逻辑编织出足以改变世界运行规则的程序画卷，在 0 和 1 的二进制世界里，镌刻下属于人类创新与突破的不朽印记。

一、Websocket 概述

1.1 定义和背景

Websocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议。在传统的 HTTP 通信中，客户端发送请求，服务器响应后连接就会关闭，这种方式是半双工的。而 Websocket 允许服务器和客户端之间建立持久连接，并且双方可以随时发送数据，这就使得实时通信成为可能。
它的出现主要是为了解决传统 HTTP 协议在实时性要求高的应用场景中的不足，例如实时聊天应用、股票交易系统、在线游戏等。这些应用需要服务器能够及时推送数据给客户端，而不需要客户端不断地发起请求来获取更新。

1.2 Websocket 协议的工作原理

握手阶段：Websocket 协议以 HTTP 协议作为初始握手协议。当客户端想要建立一个 Websocket 连接时，它会发送一个特殊的 HTTP 请求，这个请求的头部包含了一些特殊的字段，例如Upgrade: websocket和Connection: Upgrade，用于告诉服务器客户端希望将协议升级为 Websocket。服务器收到请求后，如果支持 Websocket 协议，就会返回一个响应，完成握手过程。

数据传输阶段：握手成功后，Websocket 连接就建立起来了，此时通信双方可以通过这个连接进行全双工的数据传输。数据以帧（frame）的形式发送，帧可以包含文本数据或者二进制数据。每个帧都有自己的头部，用于描述数据的类型、长度等信息。

二、在ASP.NET中使用 Websocket

2.1 ASP.NET Core 中的 Websocket 支持

配置 Websocket 服务：在ASP.NET Core 中，首先需要在Startup.cs文件中配置 Websocket 服务。通过调用services.AddWebSocketManager()方法（假设你已经安装了相应的中间件包），可以将 Websocket 服务添加到应用程序的服务集合中。
中间件管道中的 Websocket 处理：在Configure方法中，需要将 Websocket 中间件添加到 HTTP 请求处理管道中。例如，可以使用app.UseWebSockets()来启用基本的 Websocket 处理功能。然后，可以编写自定义的中间件来处理具体的 Websocket 连接和消息。

public class Startup
{public void ConfigureServices(IServiceCollection services){services.AddWebSocketManager();}public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env){if (env.IsDevelopment()){app.UseDeveloperExceptionPage();}app.UseWebSockets();// 可以在这里添加自定义的Websocket中间件app.Run(async (context) =>{await context.Response.WriteAsync("Hello, World!");});}
}

2.2 创建 Websocket 端点和处理消息

创建端点：可以通过编写一个类来实现WebSocketHandler接口，这个接口包含了处理 Websocket 连接、接收消息和发送消息等方法。例如：

public class MyWebSocketHandler : WebSocketHandler
{public MyWebSocketHandler(WebSocketConnectionManager webSocketConnectionManager) : base(webSocketConnectionManager){}public override async Task OnConnected(WebSocket socket){await base.OnConnected(socket);// 当有新的连接建立时可以执行的操作var socketId = WebSocketConnectionManager.GetId(socket);await SendMessageToAllAsync($"{socketId} has joined the chat.");}public override async Task ReceiveAsync(WebSocket socket, WebSocketReceiveResult result, byte[] buffer){var message = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, result.Count);// 处理接收到的消息await SendMessageToAllAsync($"{WebSocketConnectionManager.GetId(socket)} said: {message}");}public override async Task OnDisconnected(WebSocket socket){await base.OnDisconnected(socket);// 当连接断开时可以执行的操作var socketId = WebSocketConnectionManager.GetId(socket);await SendMessageToAllAsync($"{socketId} has left the chat.");}
}

处理消息：在上述示例中，OnConnected方法在有新的 Websocket 连接建立时被调用，ReceiveAsync方法用于处理接收到的消息，OnDisconnected方法在连接断开时被调用。通过这些方法，可以实现一个简单的聊天应用程序的功能，例如向所有连接的客户端发送消息。

三、Websocket 的应用场景

3.1 实时聊天应用

实现思路：当用户打开聊天应用并连接到服务器的 Websocket 端点后，用户发送的消息会通过 Websocket 连接发送到服务器。服务器收到消息后，会将消息转发给所有连接的客户端，从而实现实时聊天功能。

优势： 相比传统的轮询方式（客户端定时向服务器发送请求获取新消息），Websocket 可以大大减少网络带宽的占用，并且消息能够更及时地传递，提供更好的用户体验。

3.2 实时数据推送应用（如股票交易系统）

实现思路：对于股票交易系统，服务器需要及时将股票价格的变化等数据推送给客户端。通过 Websocket，服务器可以在股票价格更新后立即将数据发送给连接的客户端，而不需要客户端不断地刷新页面或者发起请求来获取最新价格。
优势： 能够确保客户端能够在第一时间接收到重要的数据变化，对于需要实时决策的应用场景（如股票交易）非常关键，提高了信息传递的时效性。

四、Websocket 的性能和安全性

4.1 性能考虑

连接管理： 在高并发环境下，需要有效地管理 Websocket 连接。过多的连接可能会导致服务器资源耗尽，因此需要合理设置连接的上限，并对连接进行适当的维护，例如及时清理无效的连接。

消息处理效率： 由于 Websocket 是全双工通信，可能会有大量的消息同时传输。优化消息处理的效率非常重要，例如采用异步处理消息的方式，避免阻塞线程，提高服务器的整体性能。

4.2 安全性

跨域安全： 与其他网络协议一样，Websocket 也需要考虑跨域安全问题。可以通过设置适当的跨域策略来限制哪些域名可以与服务器建立 Websocket 连接，通常在服务器端设置Access - Control - Allow - Origin头部来控制跨域访问。
数据加密： 为了保护数据的隐私和安全性，在 Websocket 连接中传输的数据可以采用加密方式，如 SSL/TLS 加密。在服务器配置中，可以启用 https 协议来为 Websocket 连接提供加密支持。

结束语

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愿你在这纷繁世间，能时常收获微小而确定的幸福，如春日微风轻拂面庞，所有的疲惫与烦恼都能被温柔以待，内心永远充盈着安宁与慰藉。

至此，文章已至尾声，而您的故事仍在续写，不知您对文中所叙有何独特见解？期待您在心中与我对话，开启思想的新交流。

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