WebSocket ACK协议解析：最大限度提高通信可靠性

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@小白创作中心

WebSocket ACK协议解析：最大限度提高通信可靠性

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CSDN

https://blog.csdn.net/m0_71808387/article/details/135644016

WebSocket作为一种在单一TCP连接上实现全双工通讯的协议，允许客户端与服务器之间自由地进行双向数据流动。但是，由于网络环境不总是完美无缺，讯息有时可能会在传递过程中丢失。为此，WebSocket提供了一个确认机制来确保发送的数据包每次都能准确到达目的地，这就是"WebSocket ACK"应答机制。

WebSocket ACK 的必要性

在WebSocket的世界中，没有ACK机制的存在可能导致许多问题的出现。首先，数据包丢失可能由不确定的网络状况引起，且无法确认接收者是否已经收到了数据。接着是讯息可能被重复发送的情况，发生在发送者在未接收到确认反馈的情况下重传消息，导致传输中的数据冗余。最后，消息的顺序问题可能因为网络环境复杂而引发，当消息乱序到达接收端，可能会导致处理上的混淆。

为了确保WebSocket通信的可靠性和准确性，ACK机制的存在至关重要。

实施WebSocket ACK的方式

WebSocket ACK机制的实现方式主要包括以下几种：

基于消息ID的ACK
每条发送的消息都附带一个唯一的ID，接收方在收到消息后，会发送一个包含该ID的ACK消息给发送方，确认已收到该消息。发送方在收到ACK后，会从待发送队列中移除该消息。
基于窗口滑动的ACK
这种方式类似于TCP的滑动窗口机制。发送方维护一个发送窗口，每次发送一定数量的消息。接收方确认收到的消息后，发送方会滑动窗口，继续发送新的消息。如果某个消息未被确认，发送方会重新发送该消息及其后续消息。
基于心跳机制的ACK
定期发送心跳包，如果接收方在规定时间内未收到心跳包，会主动要求重传。这种方式虽然简单，但效率较低，通常作为其他ACK机制的补充。
混合ACK机制
结合上述多种机制，根据具体应用场景选择合适的ACK策略。例如，在高可靠低延迟场景下，可以采用基于消息ID的ACK；在大数据量传输场景下，可以采用基于窗口滑动的ACK。

WebSocket ACK的实现示例

以下是一个基于消息ID的WebSocket ACK实现示例：

// 发送方代码
const socket = new WebSocket('ws://example.com');
let messageId = 0;
const pendingMessages = {};

socket.addEventListener('open', () => {
  sendMessage('Hello');
});

function sendMessage(data) {
  const id = messageId++;
  const message = { id, data };
  pendingMessages[id] = message;
  socket.send(JSON.stringify(message));
}

socket.addEventListener('message', (event) => {
  const ack = JSON.parse(event.data);
  if (ack.ackId in pendingMessages) {
    delete pendingMessages[ack.ackId];
  }
});

// 接收方代码
const socket = new WebSocket('ws://example.com');

socket.addEventListener('message', (event) => {
  const message = JSON.parse(event.data);
  socket.send(JSON.stringify({ ackId: message.id }));
});

在这个示例中，发送方为每条消息分配一个唯一的ID，并在发送后将其存储在待确认队列中。接收方收到消息后，会立即发送一个包含该消息ID的ACK消息。发送方在收到ACK后，会从待确认队列中移除该消息。