简介

WebSocket在2008年诞生，2011成为国际标准，其定义在RFC6455,
最大特点就是服务器可以向客户端推送消息，是真正的双向平等对话.

特点:

建立在TCP协议之上，服务端实现比较容易。
与HTTP协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手采取HTTP协议。
可以发送文本也可以发送二进制数据。
没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
协议标识符是WS，加密则为wss，服务器网址就是URL。

基于Go实现

官方库: golang.org/x/net/websocket

客户端

conn, err := websocket.Dial(url, subprotocol, origin)
websocket.Message.Send(conn, "") // 发送一个 string
var b []byte
websocket.Message.Receive(conn, &b) // 接收一个 []byte

客户端用 websocket.Dial() 来创建连接 *websocket.Conn。其中：

• subprotocol 表示细分的协议格式（如多种不同的序列化方法），默认可为空
• origin 表示发起请求的网站（只需要 http:// 这样）

虽然 *websocket.Conn 有 Read/Write 等方法，但使用 websocket.Message 更方便，因为可以保证一个封包的完整性。

服务端

var recv func([]byte)
var err error
f := func(conn *websocket.Conn) {
    for {
        var b []byte
        err = websocket.Message.Receive(conn, &b)
        if err != nil {
            return
        } else {
            recv(b)
        }
    }
}

websocket.Handler(f).ServeHTTP(w, r)

用 websocket.Handler 或者 websocket.Server 两个类来升级（Upgrade） HTTP 请求，在回调中会收到一个 *websocket.Conn 以供业务方使用。

• Handler 或 Server 均可注册到 net.http 中使用，但也可以自行调用 ServeHTTP 方法
• Handler 只有一个简单回调的函数接口，使用闭包可以使用更多上下文

连接收发

如前文所示，可以用 websocket.Message 来进行简单的二进制或者字符串的收发，并且一次是一个完整的封包。

websocket.Codec 还可以支持序列化与反序列化，直接收发 golang 对象，只需要定义两个函数就好了，一个序列化，一个反序列化。websocket.JSON 是预置的解码器。另外 websocket.Message 也是一个解码器。

当然 *websocket.Conn 本身也实现了 net.Conn，拥有 RemoteAddr、Read、Write 等方法。只是使用 Read/Write 会模糊 WebSocket 协议的封装，没有必要。

TCP升级WebSocket

TCP 私有协议与 WebSocket 握手协议有完全不同的协议头。所以判断头三个字节是不是 GET，就可以区分要不要转 WebSocket。

服务端创建 websocket.Conn 可以通过 Handler.ServeHTTP()，但 TCP 协议，只有一个 net.TCPConn，而且已经读取了一些内容了。现在需要把一个 []byte + net.TCPConn 变成 http.ResponseWriter + http.Request。

http.ResponseWriter : 是一个接口，可以简单模拟，而且 WebSocket 会通过 Hijack 转走，所以可以暴力实现之：

type wsFakeWriter struct {
    conn *net.TCPConn
    rw   *bufio.ReadWriter
}

func makeHttpResponseWriter(conn *net.TCPConn) *wsFakeWriter {
    w := new(wsFakeWriter)
    w.conn = conn
    w.rw = bufio.NewReadWriter(bufio.NewReader(conn), bufio.NewWriter(conn))

    return w
}

func (w *wsFakeWriter) Header() http.Header {
    return nil
}

func (w *wsFakeWriter) WriteHeader(int) {
    // 处理升级失败情况？？
}

func (w *wsFakeWriter) Write(b []byte) (int, error) {
    return 0, nil
}

func (w *wsFakeWriter) Hijack() (net.Conn, *bufio.ReadWriter, error) {
    return w.conn, w.rw, nil
}

*http.Request : 很幸运地有 http.ReadRequest() 可用：

 func ReadRequest(b *bufio.Reader) (*Request, error)

只是需要把 []byte 和 *net.TCPConn 打包成 bufio.Reader：

func joinBufferAndReader(buffer []byte, reader io.Reader) io.Reader {
    return io.MultiReader(bytes.NewReader(buffer), reader)
}

func takeHttpRequest(buffer []byte, conn *net.TCPConn) (*http.Request, error) {
    r := joinBufferAndReader(buffer, conn)
    return http.ReadRequest(bufio.NewReader(r))
}

[]byte 可以变成 io.Reader，*net.TCPConn 自然就是 io.Reader，标准库还能串联 io.Reader

使用方法

func WebsocketOnTCP(buffer []byte, conn *net.TCPConn, recv func(*Package)) error {
    req, err := takeHttpRequest(buffer, conn)
    if err != nil {
        return err
    }

    f := func(ws *websocket.Conn) {
        err = doWebSocket(ws, recv)
    }

    w := makeHttpResponseWriter(conn)
    websocket.Handler(f).ServeHTTP(w, req)

    return err
}

func doWebSocket(conn *websocket.Conn, recv func(*Package)) error {
    remoteAddr := conn.RemoteAddr()
    reply := func(b []byte) error {
        websocket.Message.Send(conn, b) // 此处线程不安全
    }

    for {
        var b []byte
        err := websocket.Message.Receive(conn, &b)
        if err != nil {
            return err
        }

        pack := new(Package)
        pack.Addr = remoteAddr
        pack.Content = b
        pack.Reply = reply

        recv(pack)
    }
}

WebSocket协议解析 https://blog.csdn.net/hzb869168467/article/details/122275738
GO语言的websocket数据解析 https://blog.csdn.net/a53818742/article/details/109067150
golang实现整型和字节数组之间的转换操作 https://www.zhangshengrong.com/p/AvN6YMdZam/
Go实现websocket协议 https://juejin.cn/post/6963872619632263175
golang 从 TCP 升级为 WebSocket https://zhuanlan.zhihu.com/p/337565377