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WebSocket如何实现广播与订阅功能？

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，它允许服务器和客户端之间进行实时、双向的数据交换。在Web应用中，WebSocket的广播与订阅功能是构建实时系统的重要手段。本文将详细介绍WebSocket如何实现广播与订阅功能。

一、WebSocket广播与订阅的基本概念

广播（Broadcast）：指服务器向所有连接的客户端发送消息。
订阅（Subscribe）：指客户端向服务器注册自己的消息感兴趣的主题，服务器在接收到相关主题的消息时，将消息推送给所有订阅了该主题的客户端。

二、WebSocket广播与订阅的实现原理

客户端连接：客户端通过WebSocket协议与服务器建立连接，连接成功后，客户端可以发送消息给服务器，也可以接收服务器发送的消息。
服务器端维护连接：服务器端维护一个客户端连接列表，记录所有已连接的客户端。
订阅主题：客户端向服务器发送订阅请求，请求中包含感兴趣的主题。服务器将客户端添加到对应主题的订阅列表中。
消息发送：当服务器接收到某个主题的消息时，服务器会遍历该主题的订阅列表，将消息推送给所有订阅了该主题的客户端。
客户端接收消息：客户端在收到服务器推送的消息后，可以执行相应的业务逻辑。

三、WebSocket广播与订阅的实现步骤

客户端实现

（1）建立WebSocket连接：使用JavaScript的WebSocket API建立连接。

var ws = new WebSocket('ws://服务器地址');

（2）连接成功后，客户端可以发送订阅请求，格式如下：

ws.send(JSON.stringify({

  action: 'subscribe',

  topic: '主题名称'

}));

（3）接收服务器推送的消息，并执行业务逻辑。

ws.onmessage = function(event) {

  var data = JSON.parse(event.data);

  // 处理消息

};

服务器端实现

（1）使用WebSocket服务器框架（如Node.js的socket.io）搭建WebSocket服务器。

（2）维护客户端连接列表，记录所有已连接的客户端。

（3）实现订阅功能，将客户端添加到对应主题的订阅列表。

var clients = {};

var topics = {};



function subscribe(topic, client) {

  if (!topics[topic]) {

    topics[topic] = [];

  }

  topics[topic].push(client);

}



function unsubscribe(topic, client) {

  if (topics[topic]) {

    var index = topics[topic].indexOf(client);

    if (index !== -1) {

      topics[topic].splice(index, 1);

    }

  }

}

（4）接收到客户端的订阅请求后，调用subscribe函数添加客户端到订阅列表。

（5）接收到消息后，遍历订阅列表，将消息推送给所有订阅了该主题的客户端。

function broadcast(topic, message) {

  if (topics[topic]) {

    topics[topic].forEach(function(client) {

      client.send(JSON.stringify({

        action: 'message',

        topic: topic,

        data: message

      }));

    });

  }

}

四、总结

WebSocket的广播与订阅功能在实时系统中具有重要作用。通过WebSocket协议，服务器可以实时向所有客户端推送消息，客户端也可以订阅感兴趣的主题，实现消息的实时接收。在实际应用中，可以根据需求选择合适的WebSocket服务器框架，实现广播与订阅功能。