创建一个简单的 WebSocket

WebSockets 作为实时应用的基石

我们将使用 WebSockets 作为通信层；它们是当今实时网络应用的核心支柱。尽管未来技术演进可能导致变化，但在当前的技术环境下，WebSockets 仍是最佳解决方案。下一节我们将开始构建实时应用，但在此之前，先来深入解析 WebSockets 的工作原理。理解 WebSockets 对于开发和交付实时应用至关重要。

注意： 我们将通过一个“Hello, World!”风格的 Phoenix 应用来演示 WebSocket 的通信过程。

当该应用运行后，我们将分析 WebSocket 的各个组成部分，以理解其工作机制。

分层的重要性

虽然可以不完全理解各层技术（如 WebSockets）就构建实时系统，但缺乏这些知识在长远来看可能会带来问题。

作者注： 我还记得自己首次部署实时 Phoenix 应用时，对涉及的各层技术理解不够深入，导致 WebSockets 无法连接！经过研究后才意识到，必须更深入地掌握 WebSockets 知识，才能适配生产环境中的负载均衡器，并降低应用内存占用。深入学习各层技术后，我得以确保每一层都正常运行。

为什么选择 WebSockets？

过去，由于通信层的技术限制，编写实时系统非常困难。开发者不得不在性能、成本和维护之间做出权衡，复杂的实现方式常常逼近浏览器的能力极限。这些技术高度依赖特定浏览器，导致同一客户端在一种浏览器中正常工作，而在另一种浏览器中却失效。

WebSocket 的支持情况

WebSocket 协议的 RFC 标准随 HTML5 规范于 2011 年发布，旨在解决实时网页通信的挑战。虽然初期推广较慢，但如今所有主流浏览器均已原生支持 WebSocket，已可视为成熟可靠的应用开发技术。

WebSockets 的优势

本课程将主要采用 WebSockets 作为通信层，原因如下：

• WebSockets 可通过单一 TCP 连接实现高效双向数据通信，有效减少消息带宽消耗，并避免频繁建立连接带来的开销。

• Elixir 对 WebSockets 支持强大，尤其与 cowboy 网络服务器 配合良好。它与 Erlang 的进程模型高度契合，有助于构建高性能、高可靠的系统。

• WebSockets 起始于 HTTP 请求，因此可无缝兼容大多数标准 Web 技术，如负载均衡器和代理服务器。

• WebSockets 可部署在 Elixir 应用的边缘位置，便于未来在新技术出现时灵活替换通信层。

使用 WebSockets 的应用实例

WebSockets 功能强大，这一点从众多知名且成功的应用中可见一斑。

• Facebook Messenger 使用 WebSockets 实现用户客户端之间的实时聊天，使消息交互感觉流畅迅速。

• Yahoo Finance 利用 WebSockets 实现全球金融市场实时股票行情推送。

• 多人在线游戏如 Slither 风靡一时（也极具趣味性），其核心完全依赖 WebSockets 实现。

WebSockets 支撑着许多关键业务功能，例如实时通知和网站动态信息展示。我们每天通过 WebSockets 发送数亿条事件。

• Facebook：令人惊讶的是，单个页面上存在大量活跃的 WebSocket 连接。这看起来几乎像一个 bug，因为多个连接使用相同的 URL。Facebook 在消息中采用二进制协议，似乎专为小数据包优化。

• Reddit：Reddit 使用基于 GraphQL 的 WebSocket 协议。协议内容清晰易读，数据负载较为常规，且与评论数量和投票行为紧密相关。

话不多说，现在该动手实践了！我们将使用一个小型本地 Elixir 应用，暴露一个 WebSocket 接口，演示如何连接 WebSocket 以及如何发送数据。后续课程中，我们将利用这一方法来检查和调试自己的应用。