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前言

在看這篇之前，如果您還不了解直播原理，請查看這篇文章如何快速的開發(fā)一個完整的iOS直播app(原理篇)

在直播中，聊天和發(fā)禮物，需要用到及時通訊技術，市面上的App大多數(shù)采用的都是第三方SDK，融云，環(huán)信等，但是本例子采用websocket搭建及時通訊服務器。

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即時通訊

即時通訊（Instant messaging，簡稱IM）是一個終端服務，允許兩人或多人使用網(wǎng)路即時的傳遞文字訊息、檔案、語音與視頻交流

即時通訊技術原理(了解Socket)

Socket介紹: 套接字或者插座，用于描述IP地址和端口號，是一種網(wǎng)絡的通信機制。
Socket作用: 網(wǎng)絡通信底層都是通過socket建立連接的，因為它包含IP和端口，只要有這兩個就能準確找到一臺主機上的某個應用。
IM通信原理(T):
- 客戶端A與客戶端B如何產(chǎn)生通信？客戶端A不能直接和客戶端B，因為兩者相距太遠。
- 這時就需要通過IM服務器，讓兩者產(chǎn)生通信.
- 客戶端A通過socket與IM服務器產(chǎn)生連接,客戶端B也通過socket與IM服務器產(chǎn)生連接
- A先把信息發(fā)送給IM應用服務器，并且指定發(fā)送給B，服務器根據(jù)A信息中描述的接收者將它轉(zhuǎn)發(fā)給B，同樣B到A也是這樣。
- 通訊問題: 服務器是不能主動連接客戶端的，只能客戶端主動連接服務器
- 那么當服務器要推信息給客戶端B,但是客戶端B這時候沒有與服務器產(chǎn)生連接，就推送不了.
- 這樣就延遲，不即時了。

即時通訊連接原理

即時通訊都是長連接，基本上都是HTTP1.1協(xié)議，設置Connection為keep-alive即可實現(xiàn)長連接，而HTTP1.1默認是長連接，也就是默認Connection的值就是keep-alive。
HTTP分為長連接和短連接，其實本質(zhì)上是TCP連接，HTTP協(xié)議是應用層的協(xié)議，而TCP才是真正的傳輸層協(xié)議，只有負責傳輸?shù)倪@一層才需要建立連接。
就拿網(wǎng)上購物來說，HTTP協(xié)議指的那個快遞單，你寄件的時候填的單子就像是發(fā)了一個HTTP請求，等貨物運到地方了，快遞員會根據(jù)你發(fā)的請求把貨物送給相應的收貨人。而TCP協(xié)議就是中間運貨的那個大貨車，也可能是火車或者飛機，但不管是什么，它是負責運輸?shù)?，因此必須要有路，不管是地上還是天上。那么這個路就是所謂的TCP連接
Http連接：只要服務端給了響應，本次HTTP連接就結束，本質(zhì)不存在沒有長連接。
htpp長連接指的是：長連接是為了復用，長連接是指的TCP連接，也就是說復用的是TCP連接，長連接情況下，多個HTTP請求可以復用同一個TCP連接，這就節(jié)省了很多TCP連接建立和斷開的消耗，要不然每個Http請求都產(chǎn)生一個TCP連接，浪費很多資源

即時通訊（數(shù)據(jù)即時傳遞原理）

即時通訊核心是`即時``，那怎么達到即時？
- 目前實現(xiàn)即時通訊的有四種方式（短輪詢、長輪詢、SSE、Websocket）
- 短輪詢: 每隔一小段時間就發(fā)送一個請求到服務器，服務器返回最新數(shù)據(jù)，然后客戶端根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)來更新界面，這樣就間接實現(xiàn)了即時通信。優(yōu)點是簡單，缺點是對服務器壓力較大，浪費帶寬流量（通常情況下數(shù)據(jù)都是沒有發(fā)生改變的）。
- 短輪詢: 主要是客戶端人員寫代碼，服務器人員比較簡單，適于小型應用
- 長輪詢: 客戶端發(fā)送一個請求到服務器，服務器查看客戶端請求的數(shù)據(jù)(服務器中數(shù)據(jù))是否發(fā)生了變化（是否有最新數(shù)據(jù)），如果發(fā)生變化則立即響應返回，否則保持這個連接并定期檢查最新數(shù)據(jù)，直到發(fā)生了數(shù)據(jù)更新或連接超時。同時客戶端連接一旦斷開，則再次發(fā)出請求，這樣在相同時間內(nèi)大大減少了客戶端請求服務器的次數(shù).
- 長輪詢底層實現(xiàn):在服務器的程序中加入一個死循環(huán)，在循環(huán)中監(jiān)測數(shù)據(jù)的變動。當發(fā)現(xiàn)新數(shù)據(jù)時，立即將其輸出給瀏覽器并斷開連接，瀏覽器在收到數(shù)據(jù)后，再次發(fā)起請求以進入下一個周期
- 長輪詢弊端:服務器長時間連接會消耗資源，返回數(shù)據(jù)順序無保證，難于管理維護
- 長輪詢處理：不能一直持續(xù)下去，應該設定一個最長時限，可以通過心跳包的方式，設置多少秒沒有接到心跳包，就關閉當前連接。
- 心跳包：就是在客戶端和服務器間定時通知對方自己狀態(tài)的一個自己定義的命令字，按照一定的時間間隔發(fā)送，類似于心跳，所以叫做心跳包
- SSE（Server-sent Events服務器推送事件）:為了解決瀏覽器只能夠單向傳輸數(shù)據(jù)到服務端，HTML5提供了一種新的技術叫做服務器推送事件SSE,SSE技術提供的是從服務器單向推送數(shù)據(jù)給瀏覽器的功能，加上配合瀏覽器主動Http請求，兩者結合起來,實際上就實現(xiàn)了客戶端和服務器的雙向通信.
- WebSocket:上面的這些解決方案中，都是利用瀏覽器單向請求服務器或者服務器單向推送數(shù)據(jù)到瀏覽器,而在HTML5中，為了加強web的功能，提供了websocket技術，它不僅是一種web通信方式，也是一種應用層協(xié)議。它提供了瀏覽器和服務器之間原生的全雙工跨域通信，通過瀏覽器和服務器之間建立websocket連接,在同一時刻能夠?qū)崿F(xiàn)客戶端到服務器和服務器到客戶端的數(shù)據(jù)發(fā)送.

WebSocket

 什么是websocket？WebSocket 是一種雙向通信協(xié)議，在建立連接后，WebSocket 服務器和 客戶端 都能主動的向?qū)Ψ桨l(fā)送或接收數(shù)據(jù)。

websocket原理？WebSocket是基于Http協(xié)議的，或者說借用了Http協(xié)議來完成一部分握手(連接)，在握手(連接)階段與Http是相同的,只不過Http不能服務器給客戶端推送，而websocket可以。
websocket協(xié)議頭:ws

 服務器根據(jù)協(xié)議頭判斷是Http,還是websocket、

Websocket協(xié)議解析:

請求頭

     GET ws://localhost:12345/websocket/test.html HTTP/1.1
     Origin: http://localhost
     Connection: Upgrade
     Host: localhost:12345
     Sec-WebSocket-Key: JspZdPxs9MrWCt3j6h7KdQ==  //主要這個字段，這個叫“夢幻字符串”，這個也是個密鑰，只有有這個密鑰 服務器才能通過解碼 認出來，哦~這是個WB的請求，我要建立TCP連接了！??！如果這個字符串沒有按照加密規(guī)則加密，那服務端就認不出來，就會認為這整個協(xié)議就是個HTTP請求。更不會開TCP。其他的字段都可以隨便設置，但是這個字段是最重要的字段，標識WB協(xié)議的一個字段。
     Upgrade: websocket 
     Sec-WebSocket-Version: 13

響應頭

     HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake
     WebSocket-Location: ws://localhost:12345/websocket/test.php
     Connection: Upgrade
     Upgrade: websocket
     Sec-WebSocket-Accept: zUyzbJdkVJjhhu8KiAUCDmHtY/o= //這個字段，叫“夢幻字符串”，和上面那個夢幻字符串作用一樣。不同的是，這個字符串是要讓客戶端辨認的，客戶端拿到后自動解碼。并且辨認是不是一個WB請求。然后進行相應的操作。這個字段也是重中之重，不可隨便修改的。加密規(guī)則，依然是有規(guī)則的，可以去百度一下。
     WebSocket-Origin: http://localhost

Sec-WebSocket-Key:其值采用base64編碼的隨機16字節(jié)長的字符序列
Sec-WebSocket-Accept如何生成

Socket.IO簡介

為什么要使用Socket.IO？WebSocket的功能是很強大的，使用起來也靈活，可以適用于不同的場景。不過WebSocket技術也比較復雜，需要加密解密，包裝協(xié)議，自己實現(xiàn)3次握手，還需要對數(shù)據(jù)流進行加密解密處理，服務器端和瀏覽器端的實現(xiàn)都不同于一般的Web應用，因此自己實現(xiàn)很麻煩,可以使用Socket.IO框架。
Socket.IO:是一個完全由JavaScript實現(xiàn)、基于Node.js、支持WebSocket的協(xié)議用于實時通信、跨平臺的開源框架。
Socket.IO:它包括了客戶端(iOS,Android)和服務器端(Node.js)的代碼，可以很好的實現(xiàn)iOS即使通訊技術。
Socket.IO框架地址

Socket.IO教程

Socket.IO建立連接服務器代碼

1.如何導入Socket.IO?

和導入express框架一樣,使用package
給package文件添加依賴

    "dependencies": {
                    "express": "^4.14.0",
                    "socket.io": "^1.4.8"
                    }

2.如何創(chuàng)建socket
- socket本質(zhì)還是http協(xié)議，所以需要綁定http服務器，才能啟動socket服務.
- 而且需要通過web服務器監(jiān)聽端口，socket不能監(jiān)聽端口，有人訪問端口才能建立連接，所以先創(chuàng)建web服務器

*   1.面向express框架開發(fā)，加載express框架，方便處理get,post請求

*   2.因為socket依賴http,創(chuàng)建http服務器，使用http模塊.

*   3.可以通過express創(chuàng)建http服務器http.server(express)

*   4.通過http服務器創(chuàng)建socket

*   5.監(jiān)聽http服務器

```
    // 引入express
var http = require('http');

var express = require('express');

// 創(chuàng)建web服務器
var server = http.Server(express);

// 引入socker
var socketIO = require('socket.io');

// 需要傳入服務器，socket基于http
var socket = socketIO(server);

// 監(jiān)聽web服務器
server.listen(8080);
```

3.如何建立socket連接(服務器不需要主動建立連接，建立連接是客戶端的事情，服務器只需要監(jiān)聽連接)
- 客戶端主動連接會發(fā)送connection事件，只需要監(jiān)聽connection事件有沒有發(fā)送，就知道客戶端有沒有主動連接服務器
- Socket.IO本質(zhì)是通過發(fā)送和接受事件觸發(fā)服務器和客戶端之間的通訊，任何能被編輯成JSON或二進制的對象都可以傳遞。
- 監(jiān)聽事件，用socket.on，這個方法會有兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是事件名稱，第二個參數(shù)是監(jiān)聽事件的回調(diào)函數(shù)，監(jiān)聽到就會執(zhí)行這個回調(diào)函數(shù)
- 監(jiān)聽connection，回調(diào)函數(shù)會傳入一個連接好的socket，這個socket就是客戶端的socket
- socket連接原理，就是客戶端和服務端通過socket連接，服務器有socket，客戶端也有
```
    // 監(jiān)聽socket連接
    // function參數(shù)必填socket
    socket.on('connection',function(clientSocket){
        console.log('建立連接',clientSocket);
    });
```
- 書寫客戶端代碼，驗證是否能建立連接

Socket.IO建立連接客戶端代碼

1.下載Socket.IO-Client-Swift
- Socket.IO只有swift,如果需要用OC代碼，需要swift和OC混編
- 還有如果代碼是OC，并且使用cocoapods，就不要使用cocoapods導入swift代碼，會有問題.
2.下載完了，直接把Source文件夾拖入到自己工程中.
- 會報錯，說當前swift版本過時，需要更新。點擊Xcode頂部Edit => Convert => TO Current Swift Syntas 就好了。
3.OC和Swift混編，Swift代碼怎么在OC中使用,直接導入"工程文件名-Swift.h"就可以使用,這個文件Xcode會自動幫我們生成，無序手動自己生成.

    #import "客戶端-Swift.h"

4.注意工程文件名不能帶有-這個符號,而且有時候會延遲，并不是馬上導入"工程文件名-Swift.h"就好.

5.創(chuàng)建socket對象,然后連接用connect方法，socket對象需要強引用

注意協(xié)議：ws開頭

創(chuàng)建socket對象，需要傳入字典，字典配置如下。

    所有關于SocketIOClientOption的設置.如果是ObjC,轉(zhuǎn)換名字lowerCamelCase.
    case ConnectParams([String: AnyObject]) // 通過字典內(nèi)容連接
    case Cookies([NSHTTPCookie]) // An array of NSHTTPCookies. Passed during the handshake. Default is nil.
    case DoubleEncodeUTF8(Bool) // Whether or not to double encode utf8. If using the node based server this should be true. Default is true.
    case ExtraHeaders([String: String]) // 添加自定義請求頭初始化來請求, 默認為nil
    case ForcePolling(Bool) // 是否使用 xhr-polling. Default is `false`
    case ForceNew(Bool) // 將為每個連接創(chuàng)建一個新的connect, 如果你在重新連接時有bug時使用.
    case ForceWebsockets(Bool) // 是否使用 WebSockets. Default is `false`
    case HandleQueue(dispatch_queue_t) // 調(diào)度handle的運行隊列. Default is the main queue.
    case Log(Bool) // 是否打印調(diào)試信息. Default is false.
    case Logger(SocketLogger) // 可自定義SocketLogger調(diào)試日志.默認是系統(tǒng)的.
    case Nsp(String) // 如果使用命名空間連接. Must begin with /. Default is `/`
    case Path(String) // 如果服務器使用一個自定義路徑. 例如: `"/swift/"`. Default is `""`
    case Reconnects(Bool) // 是否重新連接服務器失敗. Default is `true`
    case ReconnectAttempts(Int) // 重新連接多少次. Default is `-1` (無限次)
    case ReconnectWait(Int) // 等待重連時間. Default is `10`
    case SessionDelegate(NSURLSessionDelegate) // NSURLSessionDelegate 底層引擎設置. 如果你需要處理自簽名證書. Default is nil.
    case Secure(Bool) // 如果連接要使用TLS. Default is false.
    case SelfSigned(Bool) //  WebSocket.selfSignedSSL設置 (Don't do this, iOS will yell at you)
    case VoipEnabled(Bool) // 如果你的客戶端使用VoIP服務,只有用這個選項,Default is false

6.因為需要進行3次握手，不可能馬上建議連接，需要監(jiān)聽是否連接成功的回調(diào),使用on方法
7.ON方法兩個參數(shù)（第一個參數(shù),監(jiān)聽的事件名稱，第二個參數(shù)：監(jiān)聽事件回調(diào)函數(shù)，會自動調(diào)用）
- 回調(diào)函數(shù)也有兩個參數(shù)(第一個參數(shù)：服務器傳遞的數(shù)據(jù) 第二個參數(shù):確認請求數(shù)據(jù))
- 在TCP/IP協(xié)議中，如果接收方成功的接收到數(shù)據(jù)，那么會回復一個ACK數(shù)據(jù)。
- ```
 ACK只是一個標記，標記是否成功傳輸數(shù)據(jù)。
```

    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"ws://192.168.0.100:8080"];
    
    SocketIOClient *socket = [[SocketIOClient alloc] initWithSocketURL:url config:@{@"log": @YES, @"forcePolling": @YES}];
    _socket = socket;
    
    [socket connect];
    
    // 監(jiān)聽連接成功
    [socket on:@"connect" callback:^(NSArray * _Nonnull data, SocketAckEmitter * _Nonnull ask) {
        
        NSLog(@"確定與服務器連接");
        
        NSLog(@"%@ %@",data,ask);
        
    }];

SocketIO發(fā)送事件，通過事件傳遞數(shù)據(jù)

SocketIO 客戶端發(fā)送事件代碼

注意:只有連接成功之后，才能發(fā)送事件
向服務器發(fā)送事件(emit:第一參數(shù)事件的名稱，第二個參數(shù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，是一個數(shù)組)

    [socket emit:@"chat" with:@[@"你好"]];

SocketIO 服務器監(jiān)聽事件代碼

監(jiān)聽客戶端事件，需要嵌套在連接好的connect回調(diào)函數(shù)中
必須使用回調(diào)函數(shù)的socket參數(shù)，如function(s)中的s，監(jiān)聽事件,因此這是客戶端的socket，肯定監(jiān)聽客戶端發(fā)來的事件
服務器監(jiān)聽連接的回調(diào)函數(shù)的參數(shù)可以添加多個，具體看客戶端傳遞數(shù)據(jù)數(shù)組有幾個，每個參數(shù)都是與客戶段一一對應，第一個參數(shù)對應客戶端數(shù)組第0個數(shù)據(jù)

// 監(jiān)聽socket連接
socket.on('connection',function(s){

    console.log('監(jiān)聽到客戶端連接');

    // data:客戶端數(shù)組第0個元素
    // data1:客戶端數(shù)組第1個元素
    s.on('chat',function(data,data1){

        console.log('監(jiān)聽到chat事件');

        console.log(data,data1);
        
    });
    
});

SocketIO 服務器發(fā)送事件代碼

這里的socket一定要用服務器端的socket
給當前客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，其他客戶端收不到.

    socket.emit('chat','服務器'+data);

發(fā)給所有客戶端，不包含當前客戶端

    socket.emit.broadcast.emit('chat','發(fā)給所有客戶端,不包含當前客戶端'+data);

發(fā)給所有客戶端，包含當前客戶端

    socket.emit.sockets.emit('chat','發(fā)給所有客戶端,包含當前客戶端'+data);

SocketIO 客戶端監(jiān)聽事件代碼

    [socket on:@"chat" callback:^(NSArray * _Nonnull data, SocketAckEmitter * _Nonnull ask) {
        NSLog(@"%@",data[0]);
    }];

SocketIO分組

開發(fā)中什么場景需要使用SocketIO分組?（T）
一個客戶端和服務器只會保持一個socket連接，比如直播App中會開很多主播房間，每個房間都有自己的聊天室，那怎么把信息推送到對應的房間，比如A用戶要給A主播間發(fā)送信息，怎么推送過去，通過服務器只能給當前客戶端推送，那一推，當前客戶端所有直播間都有A用戶的信息。
怎么解決多個直播聊天室問題?
給每個主播的房間都分組，服務器就可以給指定組推送數(shù)據(jù)，就不會影響到其他直播間
SocketIO如何分組?
- 服務器代碼： socket.join(),()里面放分組名稱,與之對應的 socket.leave()
- 注意這里的socket是客戶端的socket，也就是連接成功，傳遞過來的socket
socket分組的原理，只要客戶端socket調(diào)用join，服務器就會把客戶端socket和分組的名稱綁定起來，到時候就可以根據(jù)分組的名稱找到對應客戶端的socket，就能給指定的客戶端推送信息.
注意：一個客戶端socket只能添加到一組，離開的時候，要記得移除.
客戶端可以這樣測試，搞兩臺電腦/兩臺手機在同一個局域網(wǎng)內(nèi)，運行就有兩個客戶端，分別加入不同組.
服務器只給一個客戶端socket發(fā)送信息，另外一個客戶端收不到
服務器代碼

// 監(jiān)聽socket連接
socket.on('connection',function(s){

    console.log('監(jiān)聽到客戶端連接');

    s.on('createRoom',function(roomName){

        s.join(roomName);
        rooms.push(roomName);
        console.log('創(chuàng)建房間'+ roomName);
    });

    s.on('chatRoom',function(data){
        console.log(rooms[0] + '說話');
        socket.to(rooms[0]).emit('chat','房間1的數(shù)據(jù)');
    });

});

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【如何快速的開發(fā)一個完整的iOS直播app】(搭建Socket即時通訊服務器)

【如何快速的開發(fā)一個完整的iOS直播app】(搭建Socket即時通訊服務器)

前言

即時通訊

即時通訊技術原理(了解Socket)

即時通訊連接原理

即時通訊（數(shù)據(jù)即時傳遞原理）

WebSocket

Socket.IO簡介

Socket.IO教程

Socket.IO建立連接服務器代碼

Socket.IO建立連接客戶端代碼

SocketIO發(fā)送事件，通過事件傳遞數(shù)據(jù)

SocketIO 客戶端發(fā)送事件代碼

SocketIO 服務器監(jiān)聽事件代碼

SocketIO 服務器發(fā)送事件代碼

SocketIO 客戶端監(jiān)聽事件代碼

SocketIO分組

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Socket.IO建立連接 服務器代碼

Socket.IO建立連接 客戶端代碼

SocketIO發(fā)送事件，通過事件傳遞數(shù)據(jù)

SocketIO 客戶端發(fā)送事件代碼

SocketIO 服務器監(jiān)聽事件代碼

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Socket.IO建立連接服務器代碼

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