Остаточний посібник для початківців з вивчення WebSocket за допомогою Node.js - javascript.org.ua

У сучасному світі додатків в реальному часі, WebSockets стали важливим інструментом для розробників, які хочуть створювати інтерактивний, живий і безперервний досвід для користувачів. Від чат-додатків до тикерів фондових ринків, WebSockets забезпечують постійний, двонаправлений зв'язок між сервером та клієнтом. Якщо ви новачок у WebSockets та Node.js, цей посібник допоможе вам розібратись у всьому, що потрібно знати для початку.

Що таке WebSockets?

WebSockets — це протокол, який дозволяє повнодуплексний зв'язок через єдине TCP з'єднання. На відміну від HTTP, яке є безстанним і вимагає нового з'єднання для кожного запиту, WebSockets підтримують постійне з'єднання, що робить їх ідеальними для додатків, які потребують низької затримки та оновлень даних у реальному часі.

Ключові можливості WebSockets:

Постійне з'єднання: Після встановлення з'єднання воно залишається відкритим, усуваючи накладні витрати на повторні з'єднання.
Двонаправлений зв'язок: Як клієнт, так і сервер можуть відправляти дані в будь-який час.
Низька затримка: Ідеально підходить для додатків в реальному часі, таких як ігри, чати або сповіщення в реальному часі.
Подієво орієнтований: Зв'язок через події, що дозволяє ефективно обробляти повідомлення.

Чому використовувати Node.js для WebSockets?

Node.js є ідеальним варіантом для WebSockets завдяки своїй подієво орієнтованій, неблокуючій архітектурі. Завдяки таким бібліотекам, як ws та Socket.IO, реалізація WebSockets у Node.js є простою та ефективною.

Переваги використання Node.js:

Асинхронна природа: Ефективно обробляє кілька WebSocket з'єднань.
Велика екосистема: Популярні бібліотеки, як-от ws та Socket.IO, спрощують реалізацію WebSocket.
JavaScript скрізь: Використовуєте одну мову для фронтенду та бекенду.

Налаштування WebSockets у Node.js

Крок 1: Налаштування базового проєкту Node.js

Встановіть Node.js: Переконайтесь, що у вас встановлений Node.js.

Завантажте його з офіційного сайту Node.js.
- Створення директорії проекту:

mkdir websocket-demo   
cd websocket-demo   
npm init -y

Встановлення залежностей: Для цього ми використаємо бібліотеку ws, легку реалізацію WebSocket для Node.js.

npm install ws

Крок 2: Написання вашого першого WebSocket-сервера

Створіть файл з ім'ям server.js та додайте наступний код:

const WebSocket = require('ws');  

// Створення WebSocket сервера  
const server = new WebSocket.Server({ port: 8080 });  
console.log('WebSocket сервер працює на ws://localhost:8080');  
// Обробка подій підключення  
server.on('connection', (socket) => {  
 console.log('Клієнт підключено');  
 // Обробка вхідних повідомлень  
 socket.on('message', (message) => {  
 console.log(`Отримано: ${message}`);  
 // Відправка повідомлення назад клієнту  
 socket.send(`Ви сказали: ${message}`);  
 });  
 // Обробка закриття підключення  
 socket.on('close', () => {  
 console.log('Клієнт відключився');  
 });  
});

Запустіть сервер за допомогою:

node server.js

Тепер ваш WebSocket сервер працює на ws://localhost:8080.

Крок 3: Створення простого WebSocket клієнта

Створіть файл index.html для клієнта:






WebSocket Client
Send    
       ```  Відкрийте `index.html` у вашому браузері, введіть повідомлення та подивіться, як сервер відповідає в реальному часі.  

## Розширені можливості WebSocket з Node.js

Коли ви будете готові до складніших функцій, ви можете досліджувати наступні:

## 1. Широке розсилання повідомлень

Дозволяє серверу надсилати повідомлення всім підключеним клієнтам:

server.on('connection', (socket) => {
socket.on('message', (message) => {
server.clients.forEach((client) => {
if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {
client.send(message);
}
});
});
});
```

2. Аутентифікація

Забезпечте підключення WebSocket, реалізувавши аутентифікацію за допомогою токенів. Наприклад, використовуйте JWT для перевірки клієнтів перед встановленням підключення.

3. Обробка помилок

Додайте обробку помилок, щоб ваш додаток залишався стабільним:

socket.on('error', (error) => {    
  console.error('WebSocket помилка:', error);    
});

4. Масштабування WebSocket серверів

Використовуйте бібліотеки на кшталт Cluster або інструменти як Redis для pub/sub, щоб управляти підключеннями WebSocket через кілька серверів.

Кращі практики для розробки з WebSocket

Використовуйте захищені WebSocket (wss://): Завжди шифруйте ваші WebSocket підключення в продукційному середовищі.
Обмежте кількість підключень: Уникайте перевантаження сервера, обмеживши кількість одночасних підключень.
Моніторинг здоров’я з’єднань: Реалізуйте "сердечні удари" (heartbeats), щоб виявляти і закривати неактивні підключення.
Оптимізуйте дані: Мінімізуйте розмір повідомлень, щоб знизити використання пропускної здатності.
Гладкі вимкнення: Забезпечте правильне закриття всіх підключень під час вимкнення сервера.

Висновок

WebSockets у поєднанні з Node.js — потужна комбінація для створення додатків в реальному часі. Чи працюєте ви над чатами, колаборативними інструментами або реальними повідомленнями, гнучкість і ефективність WebSockets робить їх важливим інструментом у вашому арсеналі розробника.
Дотримуючись цього посібника, ви отримали всі основи для початку розробки додатків на базі WebSocket за допомогою Node.js.

Успіхів у програмуванні!

Перекладено з: The Ultimate Guide for Beginners to Learn WebSockets with Node.js