如今几乎所有的软件产品中都加入了社交的功能。即时通信是非常重要而又常用的一个技术点。H5之前大家一般用Flash之类的技术,完成通信,至今很多网站的客服系统还是用这个做的。 但H5出来之后你懂的,让通信一下子变得很简单。

WebSocket是HTML5最新提出的规范,虽然主流浏览器都已经支持,但仍然可能有不兼容的情况,为了兼容所有浏览器,给程序员提供一致的编程体验,SocketIO将 WebSocket、AJAX和其它的通信方式全部封装成了统一的通信接口,也就是说,我们在使用SocketIO时,不用担心兼容问题,底层会自动选用最佳的通信方式。因此说,WebSocket是SocketIO的一个子集。今天我们就用 socket.io来实现一下简单的聊天应用。
# Socket.IO
Socket.IO 是一个基于 Node.js 的实时应用程序框架,在即时通讯、通知与消息推送,实时分析等场景中有较为广泛的应用。
WebSocket 的产生源于 Web 开发中日益增长的实时通信需求,对比基于 http 的轮询方式,它大大节省了网络带宽,同时也降低了服务器的性能消耗; socket.io (opens new window) 支持 websocket、polling 两种数据传输方式以兼容浏览器不支持 WebSocket 场景下的通信需求。
框架提供了 egg-socket.io (opens new window) 插件,增加了以下开发规约:
- namespace: 通过配置的方式定义 namespace(命名空间)
- middleware: 对每一次 socket 连接的建立/断开、每一次消息/数据传递进行预处理
- controller: 响应 socket.io 的 event 事件
- router: 统一了 socket.io 的 event 与 框架路由的处理配置方式
# 安装 egg-socket.io
安装
$ npm i egg-socket.io --save
开启插件:
config/plugin.js:
io: {
enable: true,
package: 'egg-socket.io',
}
配置
config/config.default.ts:
config.io = {
init: { }, // 传递给engine.io
namespace: {
'/': {
connectionMiddleware: [],
packetMiddleware: [],
},
'/example': {
connectionMiddleware: [],
packetMiddleware: [],
},
},
};
命名空间为
/与/example, 不是example
egg-socket.io (opens new window) 内置了 socket.io-redis,在 cluster 模式下,使用 redis 可以较为简单的实现 clients/rooms 等信息共享:
config.io = {
...
redis: {
host: '127.0.0.1',
port: 6379,
auth_pass: '',
db: 0,
},
};
开启 redis 后,程序在启动时会尝试连接到 redis 服务器 此处 redis 仅用于存储连接实例信息,参见 #server.adapter (opens new window)
注意: 如果项目中同时使用了 egg-redis, 请单独配置,不可共用。
# 部署
框架是以 Cluster 方式启动的,而 socket.io 协议实现需要 sticky 特性支持,否则在多进程模式下无法正常工作。
由于 socket.io 的设计,在多进程中服务器必须在 sticky 模式下工作,故需要给 startCluster 传递 sticky 参数。
修改 package.json 中 npm scripts 脚本:
{
"scripts": {
"dev": "egg-bin dev --sticky",
"start": "egg-scripts start --sticky"
}
}
# Nginx 配置
location / {
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection "upgrade";
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header Host $host;
proxy_pass http://127.0.0.1:7001;
# http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html#proxy_bind
# proxy_bind $remote_addr transparent;
}
# 使用 egg-socket.io
开启 egg-socket.io 的项目目录结构如下:
xxxx
├── app
│ ├── extend
│ │ └── helper.js
│ ├── io
│ │ ├── controller
│ │ │ └── default.js
│ │ └── middleware
│ │ ├── connection.js
│ │ └── packet.js
│ └── router.js
├── config
└── package.json
注意:对应的文件都在
app/io目录下
# Middleware
- 中间件有如下两种场景:
- Connection
- Packet
其配置于各个命名空间下,根据上述两种场景分别发生作用。
注意:如果我们启用了框架中间件,则会发现项目中有以下目录:
app/middleware:框架中间件app/io/middleware:插件中间件
区别:
- 框架中间件基于 http 模型设计,处理 http 请求。
- 插件中间件基于 socket 模型设计,处理 socket.io 请求。
- 虽然框架通过插件尽量统一了它们的风格,但务必注意,它们的使用场景是不一样的。
Connection
在每一个客户端连接或者退出时发生作用,故而我们通常在这一步进行授权认证,对认证失败的客户端做出相应的处理:
// app/io/middleware/connection.ts
import { Context, Application } from 'egg';
export default function ConnectionMiddleware(_options: any, _app: Application) {
return async (ctx: Context, next: any) => {
ctx.socket.emit('res', 'connected!');
await next();
// 断开连接时执行。
console.log('disconnection!');
};
}
踢出用户示例:
const tick = (id, msg) => {
logger.debug('#tick', id, msg);
socket.emit(id, msg);
app.io.of('/').adapter.remoteDisconnect(id, true, err => {
logger.error(err);
});
};
同时,针对当前的连接也可以简单处理:
// app/io/middleware/connection.ts
import { Context, Application } from 'egg';
export default function ConnectionMiddleware(_options: any, _app: Application) {
return async (ctx: Context, next: any) => {
if (true) {
ctx.socket.disconnect();
return;
}
await next();
console.log('断开!');
};
}
Packet
作用于每一个数据包(每一条消息);在生产环境中,通常用于对消息做预处理,又或者是对加密消息的解密等操作:
// app/io/middleware/packet.ts
import { Context, Application } from 'egg';
export default function ConnectionMiddleware(_options: any, _app: Application) {
return async (ctx: Context, next: any) => {
ctx.socket.emit('res', '收到数据包!');
console.log('packet:', this.packet);
await next();
};
}
Controller
Controller 对客户端发送的 event 进行处理;由于其继承于 egg.Contoller, 拥有如下成员对象:
- ctx
- app
- service
- config
- logger
详情参考 Controller 文档 https://eggjs.org/zh-cn/basics/controller.html
// app/io/controller/default.ts
import { Controller } from 'egg';
export default class NspController extends Controller {
async ping() {
const { ctx, app } = this;
const message = ctx.args[0];
await ctx.socket.emit('res', `Hi! I've got your message: ${message}`);
}
}
# Router
https://github.com/push-over/egg-example/blob/master/app/router.ts
路由负责将 socket 连接的不同 events 分发到对应的 controller,框架统一了其使用方式
import { Application } from 'egg';
export default (app: Application) => {
const { router, controller, io } = app;
router.get('/', controller.home.index);
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
io.of('/').route('server', io.controller.['home'].server);
};
注意:
nsp 有如下的系统事件:
disconnecting断开连接。disconnect连接已断开。error发生了错误。
Namespace/Room
Namespace (nsp)
namespace 通常意味分配到不同的接入点或者路径,如果客户端没有指定 nsp,则默认分配到 "/" 这个默认的命名空间。
在 socket.io 中我们通过 of 来划分命名空间;鉴于 nsp 通常是预定义且相对固定的存在,框架将其进行了封装,采用配置的方式来划分不同的命名空间。
const nsp = io.of('/my-namespace');
nsp.on('connection', function(socket){
console.log('someone connected');
});
nsp.emit('hi', 'everyone!');
// egg
config.io = {
init: { },
namespace: {
'/': {
connectionMiddleware: [ 'auth' ],
packetMiddleware: [],
},
},
};
Room
room 存在于 nsp 中,通过 join/leave 方法来加入或者离开; 框架中使用方法相同;
const room = 'default_room';
import { Context, Application } from 'egg';
export default function AuthMiddleware(_options: any, _app: Application) {
return async (ctx: Context, next: any) => {
ctx.socket.join(room);
ctx.app.io.of('/').to(room).emit('online', { msg: 'welcome', id: ctx.socket.id });
await next();
console.log('断开');
};
}
注意: 每一个 socket 连接都会拥有一个随机且不可预测的唯一 id Socket#id,并且会自动加入到以这个 id 命名的 room 中。
# 实例
这里我们使用 egg-socket.io 来做一个支持聊天的小例子。
# 客户端 client
UI 相关的内容我就不带大家一步步写了,大家可以拉取源码进行实践,在这我们通过 window.socket调用即可。
具体的样子如下图:

既然我们基于 socket.io 那我们的客户端也需要使用scoket.io 才能完成和服务器端的通信。首先我们引入 socket.io 和 vue 的 CDN。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
...
<body>
<div id="app">
...
</div>
<script src="https://cdn.bootcss.com/vue/2.6.10/vue.js"></script>
<script src="https://cdn.bootcss.com/socket.io/2.3.0/socket.io.js"></script>
</body>
</html>
我们先来了解一个知识点:
- socket.emit 表示发送了一个 action 命令
- socket.on 表示接收一个 action 命令
接下来我们来完成我们客户端的代码:
<script>
const app = new Vue({
el: '#app',
data: {
user: null, // 用户
userList: [], // 用户列表
messageList: [], // 消息列表
search: '', // search user
target: '群聊', // 目标
text: '', // 文本消息
tipsList: [], // 消息提示
},
mounted() {
const _this = this
// 请注意我们在调用 io() 时没有指定任何 URL,因为它默认将尝试连接到提供当前页面的主机。
const socket = io('/', {
// 实际使用中可以在这里传递参数
query: {
room: 'demo'
},
transports: ['websocket']
});
socket.on('connect', () => {
const id = socket.id;
log('#connect,', id, socket);
// 监听自身 id 以实现通讯
socket.on(id, msg => {
log('#receive,', msg);
});
});
// 接收在线用户信息
socket.on('online', msg => {
log('#online,', msg);
});
// 系统事件
socket.on('disconnect', msg => {
console.log('服务器异常,已与服务器失去联系!', msg)
});
socket.on('disconnecting', () => {
console.log('断开连接!', msg)
});
socket.on('error', () => {
console.log('未知错误!')
});
window.socket = socket;
}
})
</script>
接下来我们来完善发送消息:
<script>
...
inputing(e) {
const _this = this
// 在这里我们是使用 Enter 发送的
if (e.keyCode === 13 && _this.text.trim().length) {
// exchange 就是socket.io 的路由
// 传给服务器端一个要通讯的目标 (target)
window.socket.emit('exchange', {
target: _this.target,
payload: {
msg: _this.text,
},
});
// 添加到消息列表
_this.messages(_this.target, true, _this.text)
_this.text = ''
}
}
...
</script>
发送消息我们完成了,那接收消息呢? 接收消息也很简单,我们来看代码:
<script>
...
socket.on('connect', () => {
const id = socket.id;
_this.user = id
// 接收通讯目标的消息
socket.on(id, msg => {
const { data, meta } = msg
const date = new Date(meta.timestamp)
// 添加到消息列表
_this.messages(meta.client, false, data.payload.msg, date)
if (!_this.tipsList.includes(meta.client)) _this.tipsList.push(meta.client)
});
...
</script>
是不是发现 socket.io 仅用简短的代码就完成了一个聊天案例啊
# 服务端 server
扩展
框架扩展用于封装数据格式
// {app_root}/app/extend/helper.ts
export default {
parseMsg(action: string, payload = {}, metadata = {}) {
const meta = Object.assign({}, {
timestamp: Date.now(),
}, metadata);
return {
meta,
data: {
action,
payload,
},
};
},
};
中间件
gg-socket.io 中间件负责 socket 连接的处理,我们建立一个 auth 中间件,来做一些用户加入和离开的操作:
const PREFIX = 'room';
import { Context, Application } from 'egg';
export default function AuthMiddleware(_options: any, _app: Application) {
return async (ctx: Context, next: any) => {
const { app, socket, logger, helper } = ctx;
const id = socket.id;
const nsp = app.io.of('/');
const query = socket.handshake.query;
const { room } = query;
const rooms = [ room ];
const tick = (id: any, msg: {} | undefined) => {
// 踢出用户前发送消息
socket.emit(id, helper.parseMsg('deny', msg));
// 调用 adapter 方法踢出用户,客户端触发 disconnect 事件
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['adapter'].remoteDisconnect(id, true, (err: any) => {
logger.error(err);
});
};
// 检查房间是否存在,不存在则踢出用户
const hasRoom = await app.redis.get(`${PREFIX}:${room}`);
if (!hasRoom) {
tick(id, {
type: '已删除',
message: '删除,房间已删除.',
});
return;
}
// 用户加入
socket.join(room);
// 在线列表
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['adapter'].clients(rooms, (_err: any, clients: any) => {
// 更新在线用户列表
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['to'](room).emit('online', {
clients,
action: '加入',
target: '参加者',
message: `用户(${id})已加入.`,
});
});
await next();
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['adapter'].clients(rooms, (_err: any, clients: any) => {
// 更新在线用户列表
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['to'](room).emit('online', {
clients,
action: '离开',
target: '参加者',
message: `用户(${id})已离开.`,
});
});
};
}
控制器
通信,通过 exchange 进行数据交换
import { Controller } from 'egg';
export default class NspController extends Controller {
async exchange() {
const { ctx, app } = this;
const nsp = app.io.of('/');
// 客户端传递的消息
const message = ctx.args[0] || {};
const socket = ctx.socket;
const client = socket.id;
try {
const { target, payload } = message;
if (!target) return;
const msg = ctx.helper.parseMsg('exchange', payload, { client, target });
// 判断是群聊还是私聊
if (target === '群聊') {
// 广播:发送给不包括自己的所有人
socket.broadcast.emit(target, msg);
} else {
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
nsp['emit'](target, msg);
// socket.emit(target, msg);
}
} catch (error) {
app.logger.error(error);
}
}
}
路由
建立 socket.io 路由进行测试:
import { Application } from 'egg';
export default (app: Application) => {
const { router, controller, io } = app;
// tslint:disable-next-line: no-string-literal
io.of('/').route('exchange', io.controller[ 'nsp' ].exchange);
};
多开几个 tab 页面,并测试发送消息:

大家有没有感觉使用 socket.io 只用简短的代码就实现了一个简易的聊天应用呢,有没有感觉很方便。当然 socket.io 还有很多 api,大家有兴趣可以去研究研究该怎么样优化我们这个案例。
# 课外练习
下面是一些可以做的优化:
- 当用户连接和断开连接时广播消息
- 添加昵称
- 添加
“{用户} 正在输入”功能 - 显示在线用户
- 添加发送表情包
- 添加发送语音