<p><strong>为什么需要websocket？</strong></p>    <p>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。</p>    <p>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。</p>    <p>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。</p>    <p>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。</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/03b86a8e5e2a70a9bd7af6a1d1ff46e4.jpg"> 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。</p>    <p>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。</p>    <p>我们分几步来实现这个功能。</p>    <h3><strong>一、实现思路</strong></h3>    <p><strong>1、第一步，我们要先生成扫雷的地图场景</strong></p>    <p>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 。</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/f3fca38105892f5c3b2a9f3af5bc6de8.jpg"></p>    <p>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：</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/076329c323bc57a267ceacbad931da3d.jpg"></p>    <p>执行genMimeArr()，随机生成结果如下：</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/57bd1f3ed0b38add8e8b5fca520e2a8d.jpg"></p>    <p>-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。</p>    <p>（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。）</p>    <p><strong>2、我们需要一个支持webSocket的服务端</strong></p>    <p>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）。</p>    <p>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。</p>    <p>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。</p>    <p><strong>3、客户端</strong></p>    <p>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：</p>    <p>找到asdebug.js的这一行，把它改成: if(false)即可。</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  if (!i(r, "webscoket"))</code></pre>    <p>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：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  wx.connectSocket({  url: webSocketUrl,  });</code></pre>    <pre>  <code class="language-javascript">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：<br />  `</code></pre>    <p>wx.onSocketOpen(function(res){ console.log('websocket opened.'); });</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  连接失败的事件：</code></pre>    <pre>  <code class="language-javascript">wx.onSocketError(function(res){  console.log('websocket fail');  })  `</code></pre>    <p>收到服务器的消息时触发的事件：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  wx.onSocketMessage(function(res){  console.log('received msg: ' + res.data);  })</code></pre>    <pre>  <code class="language-javascript">当链接建立之后，发送消息的方法如下：<br />  `</code></pre>    <p>消息发送</p>    <p>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：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  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);  }  }</code></pre>    <h3><strong>二、demo功能解析</strong></h3>    <p><strong>1、首页entry</strong></p>    <p>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看模式，点击别人的房间进去观看别人怎么玩。</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/3e4e92af662eba8a0c3b5e6958b03517.jpg"></p>    <p>填写房间号的input组件，添加一个事件，取得它的值event.detail.value后setData到本page里面。</p>    <p>点击“开始游戏”，再把房间号存入app的globalData里面，然后wx.navigateTo到主游戏页面index。</p>    <p>这个页面比较简单。</p>    <p><strong>2、主游戏页面</strong></p>    <p>我们封装一个websocket/connect.js模块，专门用来处理websocket链接。主要有两个方法，connect发起webSocket链接，send用来发送数据。</p>    <p>index主页面：</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/f6aa48b698c64b1c5b4b2ad3348711e4.jpg"></p>    <p>初始化状态，9x9的格子，每一格子其实都是一个button按钮。我们生成的地图场景数据，分别对应着每一格。比如1表示周边的1个金子，0表示周边没有金子，-1表示这格是个金子，我们的目标就是找到这些-1。找得越多得分越高。</p>    <p>这里讨论一个安全性问题。相信一句话：在前端做的安全措施大都是不靠谱的。上图中的矩阵，每个格子背后的数据，不应该放在前端，因为js代码是可以调试的，可以下断点在相应的变量上，就可以看到整个矩阵数据，然后就知道哪些格子是金子，就可以作弊，这是非常不公平的。所以最好的方法是把这些矩阵数据存在后端，每次用户操作的时候，把用户点击的坐标发到后台，后台再判断相应的坐标是什么数据，再返回给前端。这个看似有很多数据传输的交互方式，其实是不会浪费资源，因为用户的每个点击操作，本来就要上报到后台，这样游戏的另一玩家才知道你点了哪个格子。反正都是要传数据的，所以肯定要传坐标，这样前端就完全没有必要知道哪个格子是什么数据，因为后台的推送消息会告诉你。</p>    <p>这样我们就绕过了前端存矩阵数据的问题。但是我们还是需要一个数组来存储当前矩阵状态的，比如哪个格子已经被翻开，里面是什么数据，也就是说要存储场上已经被打开的格子。所以在后台，我们要存储两个数据，一个是所有的矩阵数据，也就是地图场景数据；另一个是当前状态的数据，这个要用来同步双方的界面。</p>    <p><strong>3、结束页面</strong></p>    <p>游戏结束的判断条件，就是场上所有的金子都被挖完了。这个条件也是在后台判断的。</p>    <p>在每次用户挖到金子的时候，后台都会多一个判断逻辑，就是看这个金子是否是最后一个。如果是的话，就发送一个over类型的消息给游戏的所有玩家。</p>    <p>玩家终端接收到这个消息时，就会结束当前的游戏，并跳到结束页面。</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/1aa2629e7c103ac4e485e64197e5b6e6.jpg"></p>    <p>没有专门的设计师，随便网上偷了张图片贴上去，界面比较丑。下方显示自己的得分和当前的房间号。</p>    <h2><strong>三、实现细节</strong></h2>    <p><strong>1、代码结构</strong></p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/2baab66bb678b21afba945d158e2b216.jpg"></p>    <p>前端代码，分了几个模块：pages放所有的页面，common放通用的模块，mime放挖金子的主逻辑（暂时没用到），res放资源文件，websocket放webSocket相关的处理逻辑。</p>    <p>后台代码，读者稍微了解一下就行了，不讨论太多。里面我放了docker文件，熟悉docker的读者可以直接一个命令跑起整个服务端。笔者在自己的服务器上跑了这个webSocket服务，ip和端口已经写在前端代码里，读者轻虐。可能放不久，读者可以自己把这个服务跑起来。</p>    <p><strong>2、消息收发</strong></p>    <p>（1）消息协议</p>    <p>我们简单地定义下，消息的格式如下。 发送消息：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  {type: 'dig', …}</code></pre>    <p>服务器返回的消息：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  {errCode: 0, data: {type: 'dig', …} }</code></pre>    <p>因为webSocket类型的消息跟传统的http请求不太一样，http请求没有状态，一个请求过去，一会儿就返回，返回的数据肯定是针对这个请求的。而webSocket的模型是这样的：客户端发过去很多请求，然后也不知道服务器返回的数据哪个是对应哪个请求，所以需要一个字段来把所有的返回分成多种类型，并进行相应的处理。</p>    <p>（2）发送消息</p>    <p>发送消息就比较容易了，上面我们定义了一个send方法及未连接成功时的简单的消息列表。</p>    <p>（3）接收消息</p>    <p>读者在阅读代码的时候，可能会有一个疑惑，websocket/connect.js里只有send发送方法，而没有接收推送消息的处理，那接收消息的处理在哪？怎么关联起来的？</p>    <p>websocket/目录里面还有另一个文件，msgHandler.js，它就是用来处理接收消息的主要处理模块:</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/6212ac4f13f4b9a5cf1d6e8670631da1.jpg"></p>    <p>从服务器推送过来的消息，主要有这三种类型：1挖金子操作，可能是自己的操作，也可能是对方的操作，里面有一个字段isMe来表示是否是自己的操作。接收到这类消息时，会翻转地图上相应的格子，并显示出挖的结果。2创建或进入房间的操作，一个房间有两个用户玩，创建者先开始。3游戏结束的消息，当应用接收到这类消息时，会直接跳转到结束页面。</p>    <p>这个处理逻辑，是在websocket/connect.js的wx.onSocketMessage回调里关联上的。</p>    <p>在消息的收发过程中，每个消息交互，调试工具都会记录下来。可以在调试工具里看到，在NetWork->WS里就可以看到：</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/9e0414bf86c249861f46d23cfbf9df66.jpg"></p>    <p><strong>3、前端挖金子</strong></p>    <p>代码如下：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">var websocket = require('../../websocket/connect.js');  var msgReceived = require('../../websocket/msgHandler.js');  Page({      data: {          mimeMap: null,          leftGolds: 0, // 总共有多少金子          score: 0,     // 我的得分          roomNo: 0     // 房间号      },      x: 0, // 用户点中的列      y: 0, // 用户点中的行      onLoad: function () {          var roomNo = app.getRoomNo();          this.setData({              roomNo: roomNo          });          // test          // websocket.send('before connection');            if (!websocket.socketOpened) {              // setMsgReceiveCallback              websocket.setReceiveCallback(msgReceived, this);              // connect to the websocket              websocket.connect();              websocket.send({                type: 'create'              });          }          else {              websocket.send({                type: 'create',                no: roomNo              });          }      },      digGold: function(event) { // 不直接判断，而把坐标传给后台判断          // 被开过的就不管了          if (event.target.dataset.value < 9) {            return;          }            // 取到这格的坐标          this.x = parseInt(event.target.dataset.x);          this.y = parseInt(event.target.dataset.y);          console.log(this.x, this.y);          // 上报坐标          this.reportMyChoice();      },      reportMyChoice: function() {          roomNo = app.getRoomNo();          websocket.send({              type: 'dig',              x: this.x,              y: this.y,              no: roomNo          });      },  });</code></pre>    <p>在page的onLoad事件里，先更新界面上的房间号信息。然后开始我们的重点，websocket.connect发起webSocket链接，websocket是我们封装的模块。然后把我们msgHandler.js处理逻辑设置到服务端推送消息回调里面。接着，发送一个create消息来创建或加入房间。服务端会对这个消息做出响应，返回本房间的地图场景数据。</p>    <p>digGold是每个格子的点击事件处理函数。这儿有一个逻辑，一个格子周边最多有8个格子，所以每个格子的数据最大不可能大于8，上面代码中可以看到有一个9，这其实是为了跟0区分，用来表示场上目前的还没被翻开的格子的数据，用9来表示，当然你也可以用10，100都行。</p>    <p>wxml的矩阵数据绑定代码如下：</p>    <pre>  <code class="language-javascript">`  <view wx:for="{{mimeMap}}" wx:for-item="row" wx:for-index="i"  class="flex-container">  <button wx:for="{{row}}" wx:for-item="cell" wx:for-index="j"  class="flex-item {{cell<0?'gold':''}} {{cell<9?'open':''}}"  bindtap="digGold" data-x="{{j}}" data-y="{{i}}" data-value="{{cell}}">  {{cell<9?(cell<0?'*':cell):"-"}}  </button>  </view></code></pre>    <p><strong>4、服务端实现</strong></p>    <p>简单的提一下就好，因为后台不是本系列文章的重点，虽然这个demo的开发也花了大半的时候在写后台。前后端的消息交互，借助了webSocket通道，传输我们自己定义格式的内容。上面有个截图显示了后台代码目录的结构，划分得比较随意，handlers里存放了的是主要的处理逻辑。webSocketHandler是入口，在它的on_message里，对收到的客户端的消息，根据类型进行分发，dig类型，分发到answerHandler去处理，create类型，分发到roomHandler里去处理。</p>    <p>还有一点稍微提一下，本例子中的后台webSocket消息处理也跟传统的http处理流程有一点不一样。就是在最后返回的时候，不是直接返回的，而是广播的形式，把消息发送给所有的人。比如用户A点击了格子，后台收到坐标后，会把这个坐标及坐标里的数据一起发送给房间里的所有人，而不是单独返回给上报坐标的人。只是会有一个isMe字段来告诉客户端是否是自己的操作。</p>    <p>总之，在做webSocket开发的时候，上面提到的，前后端都可能会有一些地方跟传统的http接口开发不太一样。读者尝试在做webSocket项目的时候，转换一下思维。</p>    <p>最后提下一个注意点：微信小程序的websocket链接是全局只能有一个，官方提示：“ <a href="/misc/goto?guid=4959720696696606878" rel="nofollow,noindex">一个微信小程序同时只能有一个 WebSocket 连接，如果当前已存在一个 WebSocket 连接，会自动关闭该连接，并重新创建一个 WebSocket 连接。</a> ”</p>    <p> </p>    <p> </p>    <p> </p>    <p>来自：https://my.oschina.net/jsongo/blog/757871</p>    <p> </p>