面试题：网络编程：WebSocket与HTTP在连接建立过程中的主要区别

Question

请详细阐述WebSocket和HTTP在连接建立过程中有哪些不同点，例如握手的方式、请求头的差异等，并说明这些差异如何影响它们在实时通信场景中的应用。

Answer 1

握手方式

• HTTP：HTTP是无状态协议，客户端发起请求，服务器响应，请求和响应之间没有持续连接。其握手过程是简单的请求 - 响应模式。例如，浏览器向服务器发送一个HTTP GET请求，服务器返回对应的资源。这种握手不需要额外复杂的协商过程。
• WebSocket：WebSocket握手是基于HTTP协议实现的升级握手。客户端发送一个包含特殊头部字段Upgrade: websocket和Connection: Upgrade的HTTP请求，告知服务器要将连接升级为WebSocket连接。服务器如果支持，会返回状态码101 Switching Protocols，并在响应头中携带Upgrade: websocket和Connection: Upgrade，完成握手，之后双方基于WebSocket协议进行通信。

请求头差异

• HTTP：常见请求头有Accept（指定可接受的响应内容类型）、Content - Type（指定请求体的内容类型）、User - Agent（标识客户端信息）等。这些请求头主要用于描述请求的资源类型、客户端信息以及对响应的期望等，侧重于资源获取和交互。
• WebSocket：除了包含部分HTTP通用头，还会有特定的WebSocket头。如前文提到的Upgrade: websocket和Connection: Upgrade用于请求连接升级。还有Sec - WebSocket - Key，它是一个随机生成的Base64编码字符串，服务器会用这个Key来验证请求合法性，并通过Sec - WebSocket - Accept头返回经过特定算法计算后的响应，确保握手的安全性。

对实时通信场景的影响

• HTTP：由于其无状态和请求 - 响应模式，在实时通信场景下存在局限性。如果要实现实时数据推送，通常需要使用轮询（客户端定时发送请求获取数据）或长轮询（客户端发送请求，服务器保持连接直到有新数据才响应）技术。轮询会频繁发送请求，浪费带宽和服务器资源；长轮询虽然在一定程度上减少了请求频率，但仍需不断建立和关闭连接，开销较大，且实时性不够理想。
• WebSocket：其全双工通信特性，一旦握手成功，客户端和服务器之间可以随时双向发送数据。这种特性使得WebSocket非常适合实时通信场景，如在线聊天、实时游戏、股票行情推送等。由于不需要频繁握手和建立连接，减少了通信开销，能够更高效地传输数据，实现真正意义上的实时交互。