【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(wù)器)

2019-11-09 15:09:43

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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)礼物，需要用到及時通訊技術(shù)，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(wù)器。

如果喜歡我的文章，可以關(guān)注我微博:袁崢Seemygo,也可以來小碼哥，了解下我們的iOS培訓(xùn)課程。后續(xù)還會更新更多內(nèi)容,有任何問題，歡迎簡書留言袁崢Seemygo。。。

即時通訊

即時通訊（Instant messaging，簡稱IM）是一個終端服務(wù)，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(shù)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(luò)的通信機制。Socket作用: 網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)確找到一臺主機上的某個應(yīng)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(yuǎn)。這時就需要通過IM服務(wù)器，讓兩者產(chǎn)生通信.客戶端A通過socket與IM服務(wù)器產(chǎn)生連接,客戶端B也通過socket與IM服務(wù)器產(chǎn)生連接A先把信息發(fā)送給IM應(yīng)用服務(wù)器，并且指定發(fā)送給B，服務(wù)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(wù)器是不能主動連接客戶端的，只能客戶端主動連接服務(wù)器那么當(dāng)服務(wù)器要推信息給客戶端B,但是客戶端B這時候沒有與服務(wù)器產(chǎn)生連接，就推送不了.這樣就延遲，不即時了。

即時通訊技術(shù)實現(xiàn)

即時通訊核心是`即時``，那怎么達(dá)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(wù)器，服務(wù)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(wù)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(wù)器人員比較簡單，適于小型應(yīng)用長輪詢: 客戶端發(fā)送一個請求到服務(wù)器，服務(wù)器查看客戶端請求的數(shù)據(jù)(服務(wù)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(yīng)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(wù)器的次數(shù).長輪詢底層實現(xiàn):在服務(wù)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(dāng)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(jìn)入下一個周期長輪詢弊端:服務(wù)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(hù)長輪詢處理：不能一直持續(xù)下去，應(yīng)該設(shè)定一個最長時限，可以通過心跳包的方式，設(shè)置多少秒沒有接到心跳包，就關(guān)閉當(dāng)前連接。心跳包：就是在客戶端和服務(wù)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(wù)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(wù)端，HTML5提供了一種新的技術(shù)叫做服務(wù)器推送事件SSE,SSE技術(shù)提供的是從服務(wù)器單向推送數(shù)據(jù)給瀏覽器的功能，但是配合瀏覽器主動請求，實際上就實現(xiàn)了客戶端和服務(wù)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(wù)器或者服務(wù)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(shù)，它不僅是一種web通信方式，也是一種應(yīng)用層協(xié)議。它提供了瀏覽器和服務(wù)器之間原生的全雙工跨域通信，通過瀏覽器和服務(wù)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(wù)器和服務(wù)器到客戶端的數(shù)據(jù)發(fā)送.

WebSocket

什么是websocket？是 HTML5 一種新的協(xié)議。它實現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器全雙工通信，能更好的節(jié)省服務(wù)器資源和帶寬并達(dá)到實時通訊，它建立在 TCP 之上，同 HTTP 一樣通過 TCP 來傳輸數(shù)據(jù)WebSocket 是一種雙向通信協(xié)議，在建立連接后，WebSocket 服務(wù)器和客戶端都能主動的向?qū)Ψ桨l(fā)送或接收數(shù)據(jù)，就像 Socket 一樣。WebSocket 需要類似 TCP 的客戶端和服務(wù)器端通過握手連接，連接成功后才能相互通信websocket提供兩種數(shù)據(jù)傳輸：文本數(shù)據(jù)和二進(jìn)制數(shù)據(jù)websocket協(xié)議頭:ws

WebSocket原理

Websocket流程（T）: WB是先進(jìn)行一次HTTP請求，這個請求頭不同于普通HTTP請求，然后服務(wù)器開始辨認(rèn)請求頭，如果是WB的請求頭，則開始進(jìn)行普通的TCP連接，即三次握手。如果不是WB的HTTP請求頭，那就是按普通的HTTP請求處理

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(wù)器才能通過解碼 認(rèn)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(wù)端就認(rèn)不出來，就會認(rèn)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(shè)置，但是這個字段是最重要的字段，標(biāo)識WB協(xié)議的一個字段。   Upgrade: websocket    Sec-WebSocket-Version: 13響應(yīng)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(rèn)的，客戶端拿到后自動解碼。并且辨認(rèn)是不是一個WB請求。然后進(jìn)行相應(yīng)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://localhostSec-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
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(shù)也比較復(fù)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(jìn)行加密解密處理，服務(wù)器端和瀏覽器端的實現(xiàn)都不同于一般的Web應(yīng)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(wù)器端(Node.js)的代碼，可以很好的實現(xiàn)iOS即使通訊技術(shù)。
Socket.IO框架地址
Socket.IO教程
Socket.IO建立連接 服務(wù)器代碼
1.如何導(dǎo)入Socket.IO?
和導(dǎo)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(wù)器，才能啟動socket服務(wù).
而且需要通過web服務(wù)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(wù)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(wù)器，使用http模塊.*    3.可以通過express創(chuàng)建http服務(wù)器http.server(express)*    4.通過http服務(wù)器創(chuàng)建socket*    5.監(jiān)聽http服務(wù)器```    // 引入expressvar http = require('http');var express = require('express');// 創(chuàng)建web服務(wù)器var server = http.Server(express);// 引入sockervar socketIO = require('socket.io');// 需要傳入服務(wù)器，socket基于httpvar socket = socketIO(server);// 監(jiān)聽web服務(wù)器server.listen(8080);```3.如何建立socket連接(服務(wù)器不需要主動建立連接，建立連接是客戶端的事情，服務(wù)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(wù)器Socket.IO本質(zhì)是通過發(fā)送和接受事件觸發(fā)服務(wù)器和客戶端之間的通訊，任何能被編輯成JSON或二進(jìn)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socketsocket連接原理，就是客戶端和服務(wù)端通過socket連接，服務(wù)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(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(guān)于SocketIOClientOption的設(shè)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(rèn)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(rèn)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(wù)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(wù)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(shè)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(shè)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(wù),只有用這個選項,Default is false6.因為需要進(jìn)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(wù)器傳遞的數(shù)據(jù) 第二個參數(shù):確認(rèn)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(fù)一個ACK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(wù)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(wù)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(wù)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(wù)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(yīng)，第一個參數(shù)對應(yīng)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(wù)器發(fā)送事件代碼
這里的socket一定要用服務(wù)器端的socket給當(dāng)前客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，其他客戶端收不到.    socket.emit('chat','服務(wù)器'+data);發(fā)給所有客戶端，不包含當(dāng)前客戶端    socket.emit.broadcast.emit('chat','發(fā)給所有客戶端,不包含當(dāng)前客戶端'+data);發(fā)給所有客戶端，包含當(dāng)前客戶端    socket.emit.sockets.emit('chat','發(fā)給所有客戶端,包含當(dāng)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(wù)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(yīng)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(wù)器只能給當(dāng)前客戶端推送，那一推，當(dāng)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(wù)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(wù)器代碼： socket.join(),()里面放分組名稱,與之對應(yīng)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socketsocket分組的原理，只要客戶端socket調(diào)用join，服務(wù)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(yīng)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(wù)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(wù)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)');    });});原文地址：http://www.jianshu.com/p/6e7fb61c25e1