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微信小程序开发系列分析《三》websocket

来源:微信小程序 编辑:Yiyongtong.com 发布时间:2018-02-07 14:45热度:

为什么需要websocket?
传统的实时交互的游戏,或服务器主动发送消息的行为(如推送服务),如果想做在微信上,可能你会使用轮询的方式进行,不过这太消耗资源,大量的请求也加重了服务器的负担,而且延迟问题比较严重。如果是自己开发的app,为了解决这些问题,很多团队会自建socket,使用tcp长链接、自定协议的方式与服务器进行相对实时的数据交互。有能力的团队,采用这种方式自然没什么大问题。不过小团队可能就要花费很多时间去调试,要解决很多难题,这个在成本上就划不来。

H5引入了webSocket来解决网页端的长链接问题,而微信小程序也支持websocket。这是一个非常重要的特性,所以本系列的文章会专门拿出一篇来讨论websocket。
webSocket本质上也是TCP连接,它提供全双工的数据传输。一方面可以避免轮询带来的连接频繁建立与断开的性能损耗,另一方面数据可以是比较实时的进行双向传输(因为是长链接),而且WebSocket允许跨域通信(这里有个潜在的跨域安全的问题,得靠服务端来解决)。目前除IE外的浏览器已经对webSocket支持得很好了,微信小程序再推一把之后,它会变得更加流行。

我们来设计一个新的demo,一个比较有趣的小游戏,多人版扫雷,准确地讲,多人版挖黄金。
后台代码:https://github.com/jsongo/mime-server
前端代码:https://github.com/jsongo/wx-mime

 游戏规则是这样的:把雷换成金子,挖到金子加一分,每人轮流一次(A挖完轮到B,B挖完A才能再点击),点中金子就算你的,也不会炸,游戏继续,直到把场上所有的金子都挖完游戏才结束。跟扫雷一样,数字也是表示周边有几个金子,然后用户根据场上已经翻出来的数字来猜哪一格可能有金子。

这种交互的游戏难点在于,用户的点击操作都要传到服务器上,而且服务器要实时的推送到其它玩家的应用上。另外用户自己也要接收对方操作时实时传过来的数据,这样才不至于重复点中同一个格子。简单讲,就是你要上报操作给服务器,而服务器也要实时给你推消息。为了简化整个模型,我们规定玩家必须轮流来点击,玩家A点完后,才能轮到玩家B,玩家B操作完,玩家A才能点。
我们分几步来实现这个功能。

一、实现思路

1、第一步,我们要先生成扫雷的地图场景
这个算法比较简单,简述一下。随机取某行某列就可以定位一个格子,标记成金子(-1表示金子)。mimeCnt表示要生成的金子的数量,用同样的方式循环标记mimeCnt个随机格子。生成完后,再用一个循环去扫描这些-1的格子,把它周边的格子都加1,当然必须是非金子的格子才加1。代码放在这里。

其中increaseArround用来把这格金子周边的格子都加1,实现也比较简单:

执行genMimeArr(),随机生成结果如下:

-1表示金子。看了下貌似没什么问题。接下去,我们就要接入webSocket了。
(这个是js版本的,其实生成地图场景的工作是在后台生成,这个js版本只是一个演示,不过算法是一样的。)

2、我们需要一个支持webSocket的服务端
本例子中,我们使用python的tornado框架来实现(tornado提供了tornado.websocket模块)。当然读者也可以使用socket.io,专为webSocket设计的js语言的服务端,用起来非常简单,它也对不支持webSocket的浏览器提供了兼容(flash或comet实现)。

笔者本人比较喜欢使用tornado,做了几年后台开发,使用最多的框架之一的就是它,NIO模型,而且非常轻量级,同样的rps,java可能需要700-800M的内存,tornado只要30-40M,所以在一台4G内存的机子上可以跑上百个tornado服务,而java,对不起,只能跑3个虚拟机。微服务的时代,这一点对小公司很重要。当然如果读者本人对java比较熟悉的话,也可以选择netty框架尝试一下。

webSocket用tornado的另一个好处是,它可以在同一个服务(端口)上同时支持webSocket及http两种协议。tornado的官方demo代码中展示了怎么实现同时使用两种协议。在本游戏中,可以这么用:用户进入首页,用http协议去拉取当前的房间号及数据。因为首页是打开最多的,进了首页的用户不一定会玩游戏。所以首页还没必要建立webSocket链接,webSocket链接主要用来解决频繁请求及推送的操作。首页只有一个请求操作。选了房间号后,进去下一个游戏页面再开始建立webSocket链接。

3、客户端
使用微信小程序开发工具,直接连接是会报域名安全错误的,因为工具内部做了限制,对安全域名才会允许连接。所以同样的,这里我们也继续改下工具的源码,把相关的行改掉就行修改方式如下:
找到asdebug.js的这一行,把它改成: if(false)即可。

if (!i(r, "webscoket"))

懒得修改的读者可以直接使用我破解过的IDE。 发起一个websocket链接的代码也比较简单:

wx.connectSocket({
    url: webSocketUrl,
});

在调用这个请求代码之前,先添加下事件监听,这样才知道有没有连接成功:

wx.onSocketOpen(function(res){
    console.log('websocket opened.');
});

连接失败的事件:

wx.onSocketError(function(res){
  console.log('websocket fail');
})

收到服务器的消息时触发的事件:

wx.onSocketMessage(function(res){
    console.log('received msg: ' + res.data);
})

当链接建立之后,发送消息的方法如下:

wx.sendSocketMessage({
    data:msg
})

消息发送
由于建立链接是需要几次握手,需要一定的时间,所以在wx.connectSocket成功之前,如果直接wx.sendSocketMessage发送消息会报错,这里做一个兼容,如果连接还没建立成功,则用一个数组来保存要发送的信息;而链接第一次建立时,把数据遍历一遍,把消息拿出来一个个补发。这个逻辑我们封装成一个send方法,如下:

function sendSocketMessage(msg) {
    if (typeof(msg) === 'object') { // 只能发送string
        msg = JSON.stringify(msg);
    }
    if (socketOpened) { // socketOpened变量在wx.onSocketOpen时设置为true
        wx.sendSocketMessage({
            data:msg
        });
    } else { // 发送的时候,链接还没建立
        socketMsgQueue.push(msg);
    }
}

二、demo功能解析

1、首页entry
为了简化模型,把重点放在webSocket上,我们把首页做成自己填写房间号的形式。读者如果自己有时间和能力的话,可以把首页做成一个房间列表,并显示每个房间有多少人在玩,只有一人的可以进去跟他玩。甚至后面还可以加上观