Vue 3 与 WebSockets 高级应用

概述

WebSockets 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，它允许服务器主动向客户端推送数据，实现实时通信。与传统的 HTTP 请求相比，WebSockets 具有更低的延迟、更高的效率和更好的实时性，非常适合实时聊天、实时数据更新、在线游戏等场景。Vue 3 与 WebSockets 的结合可以让开发者创建高性能、实时的前端应用，提供更好的用户体验。本集将详细介绍如何使用 Vue 3 和 WebSockets 构建高级实时应用，包括 WebSocket 服务器搭建、客户端集成、消息处理和状态管理。

核心知识点

1. WebSockets 基础概念

  • 全双工通信：服务器和客户端可以同时发送数据
  • 持久连接：连接建立后保持打开状态，减少连接建立的开销
  • 低延迟：数据可以立即发送，无需等待请求响应周期
  • 二进制支持：支持文本和二进制数据传输
  • 事件驱动：基于事件模型，处理连接、消息、错误和关闭事件

2. WebSocket 生命周期

  • 连接建立：客户端通过 new WebSocket(url) 建立连接
  • 连接打开：触发 onopen 事件
  • 消息传输：客户端和服务器通过 send() 发送消息，通过 onmessage 接收消息
  • 连接错误：触发 onerror 事件
  • 连接关闭：触发 onclose 事件

3. 项目初始化

创建后端项目

# 创建后端目录
mkdir my-websocket-backend
cd my-websocket-backend

# 初始化 Node.js 项目
npm init -y

# 安装依赖
npm install ws express cors
npm install -D typescript ts-node @types/node @types/express @types/ws

# 初始化 TypeScript
npx tsc --init

创建前端项目

# 创建前端目录
mkdir my-websocket-frontend
cd my-websocket-frontend

# 使用 Vite 创建 Vue 3 项目
yarn create vite . -- --template vue-ts

# 安装依赖
yarn add pinia vue-router

4. WebSocket 服务器实现

简单 WebSocket 服务器

// src/server.ts
import { createServer } from 'http'
import { WebSocketServer } from 'ws'
import express from 'express'
import cors from 'cors'

// 创建 Express 应用
const app = express()
app.use(cors())

// 创建 HTTP 服务器
const server = createServer(app)

// 创建 WebSocket 服务器
const wss = new WebSocketServer({ server })

// 处理 WebSocket 连接
wss.on('connection', (ws) => {
  console.log('Client connected')
  
  // 发送欢迎消息
  ws.send(JSON.stringify({ type: 'welcome', message: 'Welcome to WebSocket Server!' }))
  
  // 处理收到的消息
  ws.on('message', (data) => {
    const message = JSON.parse(data.toString())
    console.log('Received:', message)
    
    // 广播消息给所有客户端
    wss.clients.forEach((client) => {
      if (client.readyState === client.OPEN) {
        client.send(JSON.stringify({
          type: 'broadcast',
          message: message.content,
          sender: message.sender || 'Anonymous',
          timestamp: new Date().toISOString()
        }))
      }
    })
  })
  
  // 处理连接关闭
  ws.on('close', () => {
    console.log('Client disconnected')
  })
  
  // 处理错误
  ws.on('error', (error) => {
    console.error('WebSocket error:', error)
  })
})

// 添加健康检查路由
app.get('/health', (req, res) => {
  res.json({ status: 'ok', clients: wss.clients.size })
})

const PORT = process.env.PORT || 3000

server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server is running on port ${PORT}`)
  console.log(`WebSocket server is listening on ws://localhost:${PORT}`)
})

高级 WebSocket 服务器

// src/server.ts (增强版)
import { createServer } from 'http'
import { WebSocketServer } from 'ws'
import express from 'express'
import cors from 'cors'

const app = express()
app.use(cors())
const server = createServer(app)
const wss = new WebSocketServer({ server })

// 客户端连接管理
interface Client {
  id: string
  ws: any
  username: string
  room: string
}

const clients: Map<string, Client> = new Map()
const rooms: Map<string, Set<string>> = new Map()

// 生成唯一 ID
const generateId = () => Math.random().toString(36).substr(2, 9)

// 处理 WebSocket 连接
wss.on('connection', (ws, req) => {
  const clientId = generateId()
  const client: Client = {
    id: clientId,
    ws,
    username: `User-${clientId}`,
    room: 'general'
  }
  
  // 添加客户端到管理列表
  clients.set(clientId, client)
  
  // 添加客户端到默认房间
  if (!rooms.has('general')) {
    rooms.set('general', new Set())
  }
  rooms.get('general')?.add(clientId)
  
  console.log(`Client ${client.username} connected to room ${client.room}`)
  
  // 发送欢迎消息
  client.ws.send(JSON.stringify({
    type: 'welcome',
    message: `Welcome to WebSocket Server, ${client.username}!`,
    clientId: client.id,
    room: client.room
  }))
  
  // 广播新用户加入
  broadcastToRoom(client.room, {
    type: 'user-joined',
    username: client.username,
    room: client.room,
    timestamp: new Date().toISOString()
  })
  
  // 处理消息
  client.ws.on('message', (data) => {
    try {
      const message = JSON.parse(data.toString())
      handleMessage(client, message)
    } catch (error) {
      console.error('Error parsing message:', error)
      client.ws.send(JSON.stringify({ type: 'error', message: 'Invalid message format' }))
    }
  })
  
  // 处理连接关闭
  client.ws.on('close', () => {
    handleDisconnect(client)
  })
  
  // 处理错误
  client.ws.on('error', (error) => {
    console.error(`Error for client ${client.username}:`, error)
    handleDisconnect(client)
  })
})

// 处理消息
const handleMessage = (client: Client, message: any) => {
  switch (message.type) {
    case 'chat-message':
      broadcastToRoom(client.room, {
        type: 'chat-message',
        content: message.content,
        sender: client.username,
        room: client.room,
        timestamp: new Date().toISOString()
      })
      break
    case 'join-room':
      joinRoom(client, message.room)
      break
    case 'leave-room':
      leaveRoom(client)
      break
    case 'update-username':
      updateUsername(client, message.username)
      break
    case 'private-message':
      sendPrivateMessage(client, message)
      break
    default:
      console.log('Unknown message type:', message.type)
  }
}

// 加入房间
const joinRoom = (client: Client, roomName: string) => {
  // 离开当前房间
  leaveRoom(client)
  
  // 加入新房间
  client.room = roomName
  if (!rooms.has(roomName)) {
    rooms.set(roomName, new Set())
  }
  rooms.get(roomName)?.add(client.id)
  
  // 通知客户端
  client.ws.send(JSON.stringify({
    type: 'room-joined',
    room: roomName
  }))
  
  // 广播到新房间
  broadcastToRoom(roomName, {
    type: 'user-joined',
    username: client.username,
    room: roomName,
    timestamp: new Date().toISOString()
  })
  
  console.log(`${client.username} joined room ${roomName}`)
}

// 离开房间
const leaveRoom = (client: Client) => {
  const room = client.room
  rooms.get(room)?.delete(client.id)
  
  // 广播用户离开
  broadcastToRoom(room, {
    type: 'user-left',
    username: client.username,
    room: room,
    timestamp: new Date().toISOString()
  })
  
  console.log(`${client.username} left room ${room}`)
}

// 更新用户名
const updateUsername = (client: Client, newUsername: string) => {
  const oldUsername = client.username
  client.username = newUsername
  
  // 广播用户名更新
  broadcastToRoom(client.room, {
    type: 'username-updated',
    oldUsername,
    newUsername,
    room: client.room,
    timestamp: new Date().toISOString()
  })
  
  console.log(`${oldUsername} changed username to ${newUsername}`)
}

// 发送私聊消息
const sendPrivateMessage = (sender: Client, message: any) => {
  const recipientId = message.recipientId
  const recipient = clients.get(recipientId)
  
  if (recipient) {
    recipient.ws.send(JSON.stringify({
      type: 'private-message',
      content: message.content,
      sender: sender.username,
      senderId: sender.id,
      timestamp: new Date().toISOString()
    }))
    
    // 发送确认给发送者
    sender.ws.send(JSON.stringify({
      type: 'private-message-sent',
      content: message.content,
      recipientId: recipientId,
      timestamp: new Date().toISOString()
    }))
  } else {
    sender.ws.send(JSON.stringify({
      type: 'error',
      message: 'Recipient not found'
    }))
  }
}

// 广播消息到房间
const broadcastToRoom = (room: string, message: any) => {
  const roomClients = rooms.get(room)
  if (roomClients) {
    roomClients.forEach((clientId) => {
      const client = clients.get(clientId)
      if (client && client.ws.readyState === client.ws.OPEN) {
        client.ws.send(JSON.stringify(message))
      }
    })
  }
}

// 处理客户端断开连接
const handleDisconnect = (client: Client) => {
  console.log(`Client ${client.username} disconnected`)
  
  // 离开房间
  leaveRoom(client)
  
  // 从客户端列表中移除
  clients.delete(client.id)
}

// 添加健康检查路由
app.get('/health', (req, res) => {
  res.json({
    status: 'ok',
    clients: clients.size,
    rooms: rooms.size
  })
})

// 添加房间列表路由
app.get('/rooms', (req, res) => {
  const roomList = Array.from(rooms.keys()).map(room => ({
    name: room,
    clients: rooms.get(room)?.size || 0
  }))
  res.json(roomList)
})

const PORT = process.env.PORT || 3000

server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server is running on port ${PORT}`)
  console.log(`WebSocket server is listening on ws://localhost:${PORT}`)
})

5. 前端 Vue 3 集成

WebSocket 客户端封装

// src/utils/websocket.ts
class WebSocketClient {
  private ws: WebSocket | null = null
  private url: string
  private messageHandlers: Map<string, ((data: any) => void)[]> = new Map()
  private reconnectAttempts = 0
  private maxReconnectAttempts = 5
  private reconnectDelay = 1000
  private isReconnecting = false
  
  constructor(url: string) {
    this.url = url
  }
  
  // 连接 WebSocket 服务器
  connect() {
    try {
      this.ws = new WebSocket(this.url)
      this.setupEventListeners()
    } catch (error) {
      console.error('Failed to connect:', error)
      this.attemptReconnect()
    }
  }
  
  // 设置事件监听器
  private setupEventListeners() {
    if (!this.ws) return
    
    this.ws.onopen = () => {
      console.log('WebSocket connected')
      this.reconnectAttempts = 0
    }
    
    this.ws.onmessage = (event) => {
      const data = JSON.parse(event.data)
      this.handleMessage(data)
    }
    
    this.ws.onerror = (error) => {
      console.error('WebSocket error:', error)
    }
    
    this.ws.onclose = () => {
      console.log('WebSocket disconnected')
      this.attemptReconnect()
    }
  }
  
  // 尝试重连
  private attemptReconnect() {
    if (this.isReconnecting || this.reconnectAttempts >= this.maxReconnectAttempts) {
      return
    }
    
    this.isReconnecting = true
    this.reconnectAttempts++
    
    setTimeout(() => {
      console.log(`Attempting to reconnect... (${this.reconnectAttempts}/${this.maxReconnectAttempts})`)
      this.connect()
      this.isReconnecting = false
    }, this.reconnectDelay * this.reconnectAttempts)
  }
  
  // 处理消息
  private handleMessage(data: any) {
    const handlers = this.messageHandlers.get(data.type) || []
    handlers.forEach(handler => handler(data))
  }
  
  // 发送消息
  send(data: any) {
    if (this.ws && this.ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
      this.ws.send(JSON.stringify(data))
    } else {
      console.error('WebSocket is not open')
    }
  }
  
  // 注册消息处理器
  on(type: string, handler: (data: any) => void) {
    if (!this.messageHandlers.has(type)) {
      this.messageHandlers.set(type, [])
    }
    this.messageHandlers.get(type)?.push(handler)
  }
  
  // 移除消息处理器
  off(type: string, handler: (data: any) => void) {
    const handlers = this.messageHandlers.get(type)
    if (handlers) {
      this.messageHandlers.set(type, handlers.filter(h => h !== handler))
    }
  }
  
  // 关闭连接
  close() {
    if (this.ws) {
      this.ws.close()
      this.ws = null
    }
  }
  
  // 检查连接状态
  get isConnected() {
    return this.ws && this.ws.readyState === WebSocket.OPEN
  }
}

// 创建 WebSocket 实例
export const wsClient = new WebSocketClient('ws://localhost:3000')

Pinia Store 集成

// src/stores/websocket.ts
import { defineStore } from 'pinia'
import { wsClient } from '../utils/websocket'

export const useWebSocketStore = defineStore('websocket', {
  state: () => ({
    connected: false,
    messages: [] as any[],
    privateMessages: [] as any[],
    rooms: [] as string[],
    currentRoom: 'general',
    username: `User-${Math.random().toString(36).substr(2, 9)}`,
    clientId: '',
    users: [] as string[]
  }),
  
  actions: {
    // 初始化 WebSocket 连接
    init() {
      // 注册消息处理器
      wsClient.on('welcome', this.handleWelcome)
      wsClient.on('broadcast', this.handleBroadcast)
      wsClient.on('chat-message', this.handleChatMessage)
      wsClient.on('user-joined', this.handleUserJoined)
      wsClient.on('user-left', this.handleUserLeft)
      wsClient.on('room-joined', this.handleRoomJoined)
      wsClient.on('username-updated', this.handleUsernameUpdated)
      wsClient.on('private-message', this.handlePrivateMessage)
      wsClient.on('private-message-sent', this.handlePrivateMessageSent)
      
      // 连接 WebSocket
      wsClient.connect()
      this.connected = true
    },
    
    // 发送聊天消息
    sendChatMessage(content: string) {
      wsClient.send({
        type: 'chat-message',
        content,
        room: this.currentRoom
      })
    },
    
    // 加入房间
    joinRoom(room: string) {
      wsClient.send({
        type: 'join-room',
        room
      })
    },
    
    // 更新用户名
    updateUsername(username: string) {
      wsClient.send({
        type: 'update-username',
        username
      })
      this.username = username
    },
    
    // 发送私聊消息
    sendPrivateMessage(recipientId: string, content: string) {
      wsClient.send({
        type: 'private-message',
        recipientId,
        content
      })
    },
    
    // 处理欢迎消息
    handleWelcome(data: any) {
      this.clientId = data.clientId
      this.currentRoom = data.room
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'system',
        content: data.message,
        timestamp: new Date().toISOString()
      })
    },
    
    // 处理广播消息
    handleBroadcast(data: any) {
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'broadcast',
        content: data.message,
        sender: data.sender,
        timestamp: data.timestamp
      })
    },
    
    // 处理聊天消息
    handleChatMessage(data: any) {
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'chat',
        content: data.content,
        sender: data.sender,
        room: data.room,
        timestamp: data.timestamp
      })
    },
    
    // 处理用户加入
    handleUserJoined(data: any) {
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'system',
        content: `${data.username} joined the room`,
        room: data.room,
        timestamp: data.timestamp
      })
      this.users.push(data.username)
    },
    
    // 处理用户离开
    handleUserLeft(data: any) {
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'system',
        content: `${data.username} left the room`,
        room: data.room,
        timestamp: data.timestamp
      })
      this.users = this.users.filter(user => user !== data.username)
    },
    
    // 处理房间加入
    handleRoomJoined(data: any) {
      this.currentRoom = data.room
      this.messages = []
      this.users = []
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'system',
        content: `Joined room ${data.room}`,
        timestamp: new Date().toISOString()
      })
    },
    
    // 处理用户名更新
    handleUsernameUpdated(data: any) {
      this.messages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'system',
        content: `${data.oldUsername} changed username to ${data.newUsername}`,
        room: data.room,
        timestamp: data.timestamp
      })
      
      // 更新用户列表中的用户名
      const index = this.users.indexOf(data.oldUsername)
      if (index !== -1) {
        this.users[index] = data.newUsername
      }
    },
    
    // 处理私聊消息
    handlePrivateMessage(data: any) {
      this.privateMessages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'private',
        content: data.content,
        sender: data.sender,
        senderId: data.senderId,
        timestamp: data.timestamp,
        direction: 'incoming'
      })
    },
    
    // 处理私聊消息发送确认
    handlePrivateMessageSent(data: any) {
      this.privateMessages.push({
        id: Date.now(),
        type: 'private',
        content: data.content,
        recipientId: data.recipientId,
        timestamp: data.timestamp,
        direction: 'outgoing'
      })
    }
  }
})

Vue 组件实现

<template>
  <div class="chat-container">
    <div class="chat-header">
      <h1>实时聊天</h1>
      <div class="user-info">
        <span>用户名: {{ username }}</span>
        <span>房间: {{ currentRoom }}</span>
        <span v-if="connected" class="connected">已连接</span>
        <span v-else class="disconnected">未连接</span>
      </div>
    </div>
    
    <div class="chat-messages">
      <div v-for="message in messages" :key="message.id" class="message" :class="message.type">
        <div class="message-header">
          <span class="sender">{{ message.sender || '系统' }}</span>
          <span class="timestamp">{{ formatTime(message.timestamp) }}</span>
        </div>
        <div class="message-content">{{ message.content }}</div>
      </div>
    </div>
    
    <div class="chat-input">
      <input 
        v-model="messageInput" 
        @keyup.enter="sendMessage" 
        placeholder="输入消息..."
      />
      <button @click="sendMessage">发送</button>
    </div>
    
    <div class="room-controls">
      <input v-model="newRoom" placeholder="房间名称" />
      <button @click="joinNewRoom">加入房间</button>
      <input v-model="newUsername" placeholder="新用户名" />
      <button @click="updateUsername">更新用户名</button>
    </div>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
import { ref, onMounted, computed } from 'vue'
import { useWebSocketStore } from '../stores/websocket'

const wsStore = useWebSocketStore()
const messageInput = ref('')
const newRoom = ref('')
const newUsername = ref('')

// 计算属性
const messages = computed(() => wsStore.messages)
const username = computed(() => wsStore.username)
const currentRoom = computed(() => wsStore.currentRoom)
const connected = computed(() => wsStore.connected)

// 格式化时间
const formatTime = (timestamp: string) => {
  return new Date(timestamp).toLocaleTimeString()
}

// 发送消息
const sendMessage = () => {
  if (messageInput.value.trim()) {
    wsStore.sendChatMessage(messageInput.value.trim())
    messageInput.value = ''
  }
}

// 加入新房间
const joinNewRoom = () => {
  if (newRoom.value.trim()) {
    wsStore.joinRoom(newRoom.value.trim())
    newRoom.value = ''
  }
}

// 更新用户名
const updateUsername = () => {
  if (newUsername.value.trim()) {
    wsStore.updateUsername(newUsername.value.trim())
    newUsername.value = ''
  }
}

// 初始化 WebSocket 连接
onMounted(() => {
  wsStore.init()
})
</script>

<style scoped>
.chat-container {
  display: flex;
  flex-direction: column;
  height: 100vh;
  max-width: 800px;
  margin: 0 auto;
  border: 1px solid #e0e0e0;
  border-radius: 8px;
  overflow: hidden;
}

.chat-header {
  background-color: #42b883;
  color: white;
  padding: 16px;
  display: flex;
  justify-content: space-between;
  align-items: center;
}

.chat-header h1 {
  margin: 0;
  font-size: 24px;
}

.user-info {
  display: flex;
  gap: 16px;
  font-size: 14px;
}

.connected {
  color: #52c41a;
  background-color: rgba(255, 255, 255, 0.2);
  padding: 4px 8px;
  border-radius: 4px;
}

.disconnected {
  color: #ff4d4f;
  background-color: rgba(255, 255, 255, 0.2);
  padding: 4px 8px;
  border-radius: 4px;
}

.chat-messages {
  flex: 1;
  overflow-y: auto;
  padding: 16px;
  background-color: #f5f5f5;
}

.message {
  margin-bottom: 16px;
  padding: 12px;
  border-radius: 8px;
  background-color: white;
  box-shadow: 0 2px 4px rgba(0, 0, 0, 0.1);
}

.message.system {
  background-color: #e6f7ff;
  border-left: 4px solid #1890ff;
}

.message.broadcast {
  background-color: #f6ffed;
  border-left: 4px solid #52c41a;
}

.message.chat {
  background-color: white;
  border-left: 4px solid #42b883;
}

.message-header {
  display: flex;
  justify-content: space-between;
  margin-bottom: 8px;
  font-size: 12px;
  color: #666;
}

.sender {
  font-weight: bold;
}

.timestamp {
  color: #999;
}

.message-content {
  font-size: 14px;
  color: #333;
}

.chat-input {
  display: flex;
  padding: 16px;
  background-color: white;
  border-top: 1px solid #e0e0e0;
}

.chat-input input {
  flex: 1;
  padding: 8px 12px;
  border: 1px solid #e0e0e0;
  border-radius: 4px 0 0 4px;
  font-size: 14px;
}

.chat-input button {
  padding: 8px 16px;
  background-color: #42b883;
  color: white;
  border: none;
  border-radius: 0 4px 4px 0;
  cursor: pointer;
  font-size: 14px;
}

.room-controls {
  display: flex;
  gap: 8px;
  padding: 16px;
  background-color: white;
  border-top: 1px solid #e0e0e0;
}

.room-controls input {
  padding: 8px 12px;
  border: 1px solid #e0e0e0;
  border-radius: 4px;
  font-size: 14px;
}

.room-controls button {
  padding: 8px 16px;
  background-color: #1890ff;
  color: white;
  border: none;
  border-radius: 4px;
  cursor: pointer;
  font-size: 14px;
}
</style>

6. WebSocket 高级功能

心跳机制

// src/utils/websocket.ts (添加心跳机制)
class WebSocketClient {
  // ... 现有代码 ...
  
  private heartbeatInterval: NodeJS.Timeout | null = null
  private heartbeatIntervalTime = 30000 // 30秒
  private pongTimeout: NodeJS.Timeout | null = null
  private pongTimeoutTime = 5000 // 5秒
  
  // 设置事件监听器（更新）
  private setupEventListeners() {
    if (!this.ws) return
    
    this.ws.onopen = () => {
      console.log('WebSocket connected')
      this.reconnectAttempts = 0
      this.startHeartbeat()
    }
    
    this.ws.onmessage = (event) => {
      const data = JSON.parse(event.data)
      if (data.type === 'pong') {
        this.handlePong()
      } else {
        this.handleMessage(data)
      }
    }
    
    // ... 其他事件监听器 ...
    
    this.ws.onclose = () => {
      console.log('WebSocket disconnected')
      this.stopHeartbeat()
      this.attemptReconnect()
    }
  }
  
  // 开始心跳
  private startHeartbeat() {
    this.heartbeatInterval = setInterval(() => {
      if (this.ws && this.ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
        this.send({ type: 'ping' })
        this.startPongTimeout()
      }
    }, this.heartbeatIntervalTime)
  }
  
  // 停止心跳
  private stopHeartbeat() {
    if (this.heartbeatInterval) {
      clearInterval(this.heartbeatInterval)
      this.heartbeatInterval = null
    }
    this.stopPongTimeout()
  }
  
  // 开始 pong 超时
  private startPongTimeout() {
    this.stopPongTimeout()
    this.pongTimeout = setTimeout(() => {
      console.error('WebSocket pong timeout, closing connection')
      this.close()
    }, this.pongTimeoutTime)
  }
  
  // 停止 pong 超时
  private stopPongTimeout() {
    if (this.pongTimeout) {
      clearTimeout(this.pongTimeout)
      this.pongTimeout = null
    }
  }
  
  // 处理 pong 消息
  private handlePong() {
    this.stopPongTimeout()
  }
  
  // ... 现有代码 ...
}

服务器端心跳处理

// src/server.ts (添加心跳处理)
// 处理消息
const handleMessage = (client: Client, message: any) => {
  switch (message.type) {
    // ... 其他消息类型 ...
    case 'ping':
      // 回复 pong
      client.ws.send(JSON.stringify({ type: 'pong' }))
      break
    // ... 其他消息类型 ...
  }
}

二进制数据传输

// 客户端发送二进制数据
const sendBinaryData = (data: Uint8Array) => {
  if (wsClient.isConnected) {
    wsClient.ws.send(data)
  }
}

// 服务器处理二进制数据
ws.on('message', (data) => {
  if (Buffer.isBuffer(data)) {
    // 处理二进制数据
    console.log('Received binary data:', data.length, 'bytes')
    // 回复二进制数据
    ws.send(Buffer.from('Binary response'))
  } else {
    // 处理文本数据
    const message = JSON.parse(data.toString())
    // ...
  }
})

最佳实践

1. 连接管理

  • 实现重连机制：处理网络中断和服务器重启
  • 心跳机制：定期发送心跳包，检测连接状态
  • 连接状态监控：在 UI 中显示连接状态
  • 优雅关闭：在组件卸载时关闭连接
  • 错误处理：妥善处理连接错误

2. 消息处理

  • 消息类型系统：使用类型字段区分不同类型的消息
  • JSON 序列化：使用 JSON 格式传输结构化数据
  • 消息队列：在连接断开时缓存消息，连接恢复后发送
  • 消息确认：实现消息确认机制，确保消息可靠传递
  • 消息限流：防止过多消息导致性能问题

3. 状态管理

  • 集中管理：使用 Pinia 或 Vuex 集中管理 WebSocket 状态
  • 响应式更新：确保 UI 实时响应 WebSocket 消息
  • 状态持久化：在需要时持久化消息历史
  • 用户状态同步：同步用户在线状态和房间信息

4. 性能优化

  • 消息压缩：对大型消息进行压缩
  • 批量发送：合并小消息，减少网络开销
  • 节流和防抖：限制消息发送频率
  • 虚拟滚动：处理大量消息时使用虚拟滚动
  • 资源清理：及时移除事件监听器，避免内存泄漏

5. 安全性

  • 使用 WSS：在生产环境中使用加密的 WebSocket 连接（wss://）
  • 认证机制：实现基于 token 的认证
  • 授权检查：验证用户权限
  • 消息验证：验证消息格式和内容
  • 防止注入：对消息内容进行 sanitize
  • 跨域限制：配置适当的 CORS 策略

6. 测试和调试

  • 日志记录：记录 WebSocket 事件和消息
  • 调试工具：使用浏览器 DevTools 调试 WebSocket 连接
  • 模拟服务器：在测试中使用模拟的 WebSocket 服务器
  • 自动化测试：编写单元测试和集成测试

常见问题与解决方案

1. 问题：连接频繁断开

解决方案：

  • 实现重连机制，设置合理的重连间隔和最大尝试次数
  • 检查网络环境，确保网络稳定
  • 实现心跳机制，检测连接状态
  • 优化服务器性能，确保服务器稳定运行

2. 问题：消息丢失

解决方案：

  • 实现消息确认机制，确保消息可靠传递
  • 在连接断开时缓存消息，连接恢复后发送
  • 实现消息队列，保证消息顺序
  • 优化网络条件，减少丢包率

3. 问题：性能问题

解决方案：

  • 对消息进行压缩
  • 实现消息批量发送
  • 使用虚拟滚动处理大量消息
  • 优化消息处理逻辑，减少主线程阻塞

4. 问题：跨域问题

解决方案：

  • 在服务器端配置适当的 CORS 策略
  • 使用代理服务器
  • 在 WebSocket 服务器中处理跨域请求

5. 问题：内存泄漏

解决方案：

  • 及时移除事件监听器
  • 在组件卸载时关闭 WebSocket 连接
  • 清理不再使用的引用
  • 使用 WeakMap 存储临时数据

6. 问题：安全性问题

解决方案：

  • 使用 WSS 加密连接
  • 实现基于 token 的认证
  • 验证消息格式和内容
  • 限制消息大小和频率

进一步学习资源

  1. 官方文档

  2. 学习资源

  3. 工具和库

  4. 示例项目

  5. 社区资源

课后练习

练习 1：创建基础 WebSocket 应用

  • 搭建简单的 WebSocket 服务器
  • 创建 Vue 3 客户端应用
  • 实现基本的消息发送和接收
  • 测试连接和消息处理

练习 2：实现高级服务器功能

  • 实现房间系统，支持多房间聊天
  • 实现用户管理，支持用户名更新
  • 实现私聊功能
  • 测试各种功能

练习 3：客户端优化

  • 实现重连机制
  • 实现心跳机制
  • 实现消息队列
  • 测试各种边缘情况

练习 4：状态管理

  • 使用 Pinia 管理 WebSocket 状态
  • 实现消息历史记录
  • 实现用户在线状态
  • 测试状态同步

练习 5：性能优化

  • 实现消息压缩
  • 实现虚拟滚动
  • 实现消息节流
  • 测试性能优化效果

练习 6：安全性实现

  • 使用 WSS 加密连接
  • 实现基于 token 的认证
  • 实现消息验证
  • 测试安全性功能

练习 7：高级功能

  • 实现文件传输功能
  • 实现实时协作编辑
  • 实现在线游戏功能
  • 测试高级功能

通过以上练习，你将掌握 Vue 3 与 WebSockets 集成的核心技能，能够构建高性能、可靠的实时应用。

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