使用WebSockets

Http协议是无状态的,只能由客户端主动发起,服务端再被动响应,服务端无法向客户端主动推送内容,并且一旦服务器响应结束,链接就会断开(见注解部分),所以无法进行实时通信。WebSocket协议正是为解决客户端与服务端实时通信而产生的技术,现在已经被主流浏览器支持,所以对于Web开发者来说应该比较熟悉了,Flutter也提供了专门的包来支持WebSocket协议。

注意:Http协议中虽然可以通过keep-alive机制使服务器在响应结束后链接会保持一段时间,但最终还是会断开,keep-alive机制主要是用于避免在同一台服务器请求多个资源时频繁创建链接,它本质上是支持链接复用的技术,而并非用于实时通信,读者需要知道这两者的区别。

WebSocket协议本质上是一个基于tcp的协议,它是先通过HTTP协议发起一条特殊的http请求进行握手后,如果服务端支持WebSocket协议,则会进行协议升级。WebSocket会使用http协议握手后创建的tcp链接,和http协议不同的是,WebSocket的tcp链接是个长链接(不会断开),所以服务端与客户端就可以通过此TCP连接进行实时通信。有关WebSocket协议细节,读者可以看RFC文档,下面我们重点看看Flutter中如何使用WebSocket。

在接下来例子中,我们将连接到由websocket.org提供的测试服务器。服务器将简单地返回我们发送给它的相同消息!

步骤

  1. 连接到WebSocket服务器。
  2. 监听来自服务器的消息。
  3. 将数据发送到服务器。
  4. 关闭WebSocket连接。

1. 连接到WebSocket服务器

web_socket_channel package 提供了我们需要连接到WebSocket服务器的工具。该package提供了一个WebSocketChannel允许我们既可以监听来自服务器的消息,又可以将消息发送到服务器的方法。

在Flutter中,我们可以创建一个WebSocketChannel连接到一台服务器:

final channel = IOWebSocketChannel.connect('ws://echo.websocket.org');

2. 监听来自服务器的消息

现在我们建立了连接,我们可以监听来自服务器的消息,在我们发送消息给测试服务器之后,它会返回相同的消息。

我们如何收取消息并显示它们?在这个例子中,我们将使用一个StreamBuilder 来监听新消息, 并用一个Text来显示它们。

new StreamBuilder(
  stream: widget.channel.stream,
  builder: (context, snapshot) {
    return new Text(snapshot.hasData ? '${snapshot.data}' : '');
  },
);

工作原理

WebSocketChannel提供了一个来自服务器的消息Stream 。该Stream类是dart:async包中的一个基础类。它提供了一种方法来监听来自数据源的异步事件。与Future返回单个异步响应不同,Stream类可以随着时间推移传递很多事件。该StreamBuilder 组件将连接到一个Stream, 并在每次收到消息时通知Flutter重新构建界面。

3. 将数据发送到服务器

为了将数据发送到服务器,我们会add消息给WebSocketChannel提供的sink。

channel.sink.add('Hello!');

工作原理

WebSocketChannel提供了一个StreamSink,它将消息发给服务器。

StreamSink类提供了给数据源同步或异步添加事件的一般方法。

4. 关闭WebSocket连接

在我们使用WebSocket后,要关闭连接:

channel.sink.close();

完整的例子

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:web_socket_channel/io.dart';

class WebSocketRoute extends StatefulWidget {
  @override
  _WebSocketRouteState createState() => new _WebSocketRouteState();
}

class _WebSocketRouteState extends State<WebSocketRoute> {
  TextEditingController _controller = new TextEditingController();
  IOWebSocketChannel channel;
  String _text = "";


  @override
  void initState() {
    //创建websocket连接
    channel = new IOWebSocketChannel.connect('ws://echo.websocket.org');
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Scaffold(
      appBar: new AppBar(
        title: new Text("WebSocket(内容回显)"),
      ),
      body: new Padding(
        padding: const EdgeInsets.all(20.0),
        child: new Column(
          crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
          children: <Widget>[
            new Form(
              child: new TextFormField(
                controller: _controller,
                decoration: new InputDecoration(labelText: 'Send a message'),
              ),
            ),
            new StreamBuilder(
              stream: channel.stream,
              builder: (context, snapshot) {
                //网络不通会走到这
                if (snapshot.hasError) {
                  _text = "网络不通...";
                } else if (snapshot.hasData) {
                  _text = "echo: "+snapshot.data;
                }
                return new Padding(
                  padding: const EdgeInsets.symmetric(vertical: 24.0),
                  child: new Text(_text),
                );
              },
            )
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new FloatingActionButton(
        onPressed: _sendMessage,
        tooltip: 'Send message',
        child: new Icon(Icons.send),
      ),
    );
  }

  void _sendMessage() {
    if (_controller.text.isNotEmpty) {
      channel.sink.add(_controller.text);
    }
  }

  @override
  void dispose() {
    channel.sink.close();
    super.dispose();
  }
}

上面的例子比较简单,不再赘述。我们现在思考一个问题,假如我们想通过WebSocket传输二进制数据应该怎么做(比如要从服务器接收一张图片)?我们发现StreamBuilderStream都没有指定接收类型的参数,并且在创建WebSocket链接时也没有相应的配置,貌似没有什么办法……其实很简单,要接收二进制数据仍然使用StreamBuilder,因为WebSocket中所有发送的数据使用帧的形式发送,而帧是有固定格式,每一个帧的数据类型都可以通过Opcode字段指定,它可以指定当前帧是文本类型还是二进制类型(还有其它类型),所以客户端在收到帧时就已经知道了其数据类型,所以flutter完全可以在收到数据后解析出正确的类型,所以就无需开发者去关心,当服务器传输的数据是指定为二进制时,StreamBuildersnapshot.data的类型就是List<int>,是文本时,则为String