Comet：基于 HTTP 长连接的“服务器推”技术

很多应用都需要将后台发生的变化，实时传送到客户端，而无须客户端不停地刷新、发送请求。本文首先介绍、比较了常用的“服务器推”方案，着重介绍了 Comet － 使用 HTTP 长连接、无须浏览器安装插件的两种“服务器推”方案：基于 AJAX 的长轮询方式；基于 iframe 及 htmlfile 的流方式。最后分析了开发 Comet 应用需要注意的一些问题，以及如何借助开源的 Comet 框架－pushlet 构建自己的“服务器推”应用。

将“服务器推”应用在 Web 程序中，首先考虑的是如何在功能有限的浏览器端接收、处理信息：

   1. 客户端如何接收、处理信息，是否需要使用套接口或是使用远程调用。客户端呈现给用户的是 HTML 页面还是 Java applet 或 Flash 窗口。如果使用套接口和远程调用，怎么和 JavaScript 结合修改 HTML 的显示。
   2. 客户与服务器端通信的信息格式，采取怎样的出错处理机制。
   3. 客户端是否需要支持不同类型的浏览器如 IE、Firefox，是否需要同时支持 Windows 和 Linux 教ā?

基于客户端套接口的“服务器推”技术

Flash XMLSocket

这种方案实现的基础是：

   1. Flash 提供了 XMLSocket 类。
   2. JavaScript 和 Flash 的紧密结合：在 JavaScript 可以直接调用 Flash 程序提供的接口。

具体实现方法：在 HTML 页面中内嵌入一个使用了 XMLSocket 类的 Flash 程序。JavaScript 通过调用此 Flash 程序提供的套接口接口与服务器端的套接口进行通信。JavaScript 在收到服务器端以 XML 格式传送的信息后可以很容易地控制 HTML 页面的内容显示。

Javascript 与 Flash 的紧密结合，极大增强了客户端的处理能力。从 Flash 播放器 V7.0.19 开始，已经取消了 XMLSocket 的端口必须大于 1023 的限制。Linux 平台也支持 Flash XMLSocket 方案。但此方案的缺点在于：

   1. 客户端必须安装 Flash 播放器；
   2. 因为 XMLSocket 没有 HTTP 隧道功能，XMLSocket 类不能自动穿过防火墙；
   3. 因为是使用套接口，需要设置一个通信端口，防火墙、代理服务器也可能对非 HTTP 通道端口进行限制；

不过这种方案在一些网络聊天室，网络互动游戏中已得到广泛使用。

Java Applet 套接口

在客户端使用 Java Applet，通过 java.net.Socket 或 java.net.DatagramSocket 或 java.net.MulticastSocket 建立与服务器端的套接口连接，从而实现“服务器推”。

这种方案最大的不足在于 Java applet 在收到服务器端返回的信息后，无法通过 JavaScript 去更新 HTML 页面的内容。


基于 HTTP 长连接的“服务器推”技术

Comet 简介
下面将介绍两种 Comet 应用的实现模型。
基于 AJAX 的长轮询（long-polling）方式
AJAX 的出现使得 JavaScript 可以调用 XMLHttpRequest 对象发出 HTTP 请求，JavaScript 响应处理函数根据服务器返回的信息对 HTML 页面的显示进行更新。使用 AJAX 实现“服务器推”与传统的 AJAX 应用不同之处在于：

   1. 服务器端会阻塞请求直到有数据传递或超时才返回。
   2. 客户端 JavaScript 响应处理函数会在处理完服务器返回的信息后，再次发出请求，重新建立连接。
   3. 当客户端处理接收的数据、重新建立连接时，服务器端可能有新的数据到达；这些信息会被服务器端保存直到客户端重新建立连接，客户端会一次把当前服务器端所有的信息取回。
因为这种方案基于 AJAX，具有以下一些优点：请求异步发出；无须安装插件；IE、Mozilla FireFox 都支持 AJAX。
Mozilla Firefox 提供了对 Streaming AJAX 的支持， 即 readystate 为 3 时（数据仍在传输中），客户端可以读取数据，从而无须关闭连接，就能读取处理服务器端返回的信息。IE 在 readystate 为 3 时，不能读取服务器返回的数据，目前 IE 不支持基于 Streaming AJAX。


基于 Iframe 及 htmlfile 的流（streaming）方式
通过在 HTML 页面里嵌入一个隐蔵帧，然后将这个隐蔵帧的 SRC 属性设为对一个长连接的请求，服务器端就能源源不断地往客户端输入数据。
每次数据传送不会关闭连接，连接只会在通信出现错误时，或是连接重建时关闭（一些防火墙常被设置为丢弃过长的连接， 服务器端可以设置一个超时时间， 超时后通知客户端重新建立连接，并关闭原来的连接）。
用 iframe 请求一个长连接有一个很明显的不足之处：IE、Morzilla Firefox 下端的进度栏都会显示加载没有完成，而且 IE 上方的图标会不停的转动，表示加载正在进行。Google 的天才们使用一个称为“htmlfile”的 ActiveX 解决了在 IE 中的加载显示问题，并将这种方法用到了 gmail+gtalk 产品中。


使用 Comet 模型开发自己的应用

上面介绍了两种基于 HTTP 长连接的“服务器推”架构，更多描述了客户端处理长连接的技术。对于一个实际的应用而言，系统的稳定性和性能是非常重要的。将 HTTP 长连接用于实际应用，很多细节需要考虑。

不要在同一客户端同时使用超过两个的 HTTP 长连接
HTTP 1.1 规范中规定，客户端不应该与服务器端建立超过两个的 HTTP 连接， 新的连接会被阻塞。

服务器端的性能和可扩展性
但是 AJAX 的应用使请求的出现变得频繁，而 Comet 则会长时间占用一个连接，上述的服务器模型会变得非常低效，甚至可能会阻塞新的连接。

控制信息与数据信息使用不同的 HTTP 连接
使用长连接时，存在一个很常见的场景：客户端网页需要关闭，而服务器端还处在读取数据的堵塞状态，客户端需要及时通知服务器端关闭数据连接。服务器在收到关闭请求后首先要从读取数据的阻塞状态唤醒，然后释放为这个客户端分配的资源，再关闭连接。
所以在设计上，我们需要使客户端的控制请求和数据请求使用不同的 HTTP 连接，才能使控制请求不会被阻塞。
在客户和服务器之间保持“心跳”信息
在浏览器与服务器之间维持一个长连接会为通信带来一些不确定性：因为数据传输是随机的，客户端不知道何时服务器才有数据传送。服务器端需要确保当客户端不再工作时，释放为这个客户端分配的资源，防止内存泄漏。因此需要一种机制使双方知道大家都在正常运行。在实现上：
   1. 服务器端在阻塞读时会设置一个时限，超时后调用会返回，同时发给客户端没有新数据到达的心跳信息。
   2. 经过某个时限没有收到客户端的再次请求，会认为客户端不能正常工作，会释放资源。
   3. 当服务器出现异常，需要通知客户端，同时释放资源。

Pushlet - 开源 Comet 框架
Pushlet 是一个开源的 Comet 框架，在设计上有很多值得借鉴的地方，对于开发轻量级的 Comet 应用很有参考价值。

观察者模型
Pushlet 使用了观察者模型：客户端发送请求，订阅感兴趣的事件；服务器端为每个客户端分配一个会话 ID 作为标记，事件源会把新产生的事件以多播的方式发送到订阅者的事件队列里。

客户端 JavaScript 库

pushlet 提供了基于 AJAX 的 JavaScript 库文件用于实现长轮询方式的“服务器推”；还提供了基于 iframe 的 JavaScript 库文件用于实现流方式的“服务器推”。