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Web 通訊 之 長串連、長輪詢（long polling）基於HTTP的長串連,是一種通過長輪詢方式實現"伺服器推"的技術,它彌補了HTTP簡單的請求接聽模式的不足,極大地增強了程式的即時性和互動性。
一、什麼是長串連、長輪詢？
用通俗易懂的話來說，就是用戶端不停的向伺服器發送請求以擷取最新的資料資訊。這裡的“不停”其實是有停止的，只是我們人眼無法分辨是否停止，它只是一種快速的停下然後又立即開始串連而已。
二、長串連、長輪詢的應用情境
長串連、長輪詢一般應用與WebIM、ChatRoom和一些需要及時互動的網站應用程式中。其真實案例有：WebQQ、Hi網頁版、Facebook IM等。
如果你對伺服器端的反向Ajax感興趣，可以參考這篇文章 DWR 反向Ajax 伺服器端推的方式：http://www.cnblogs.com/hoojo/category/276235.html
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三、優缺點
輪詢：用戶端定時向伺服器發送Ajax請求，伺服器接到請求後馬上返迴響應資訊並關閉串連。
優點：後端程式編寫比較容易。
缺點：請求中有大半是無用，浪費頻寬和伺服器資源。
執行個體：適於小型應用。
長輪詢：用戶端向伺服器發送Ajax請求，伺服器接到請求後hold住串連，直到有新訊息才返迴響應資訊並關閉串連，用戶端處理完響應資訊後再向伺服器發送新的請求。
優點：在無訊息的情況下不會頻繁的請求，耗費資源小。
缺點：伺服器hold串連會消耗資源，返回資料順序無保證，難於管理維護。
執行個體：WebQQ、Hi網頁版、Facebook IM。
長串連：在頁面裡嵌入一個隱蔵iframe，將這個隱蔵iframe的src屬性設為對一個長串連的請求或是採用xhr請求，伺服器端就能源源不斷地往用戶端輸入資料。
優點：訊息即時到達，不發無用請求；管理起來也相對方便。
缺點：伺服器維護一個長串連會增加開銷。
執行個體：Gmail聊天
Flash Socket：在頁面中內嵌入一個使用了Socket類的 Flash 程式JavaScript通過調用此Flash程式提供的Socket介面與伺服器端的Socket介面進行通訊，JavaScript在收到伺服器端傳送的資訊後控制頁面的顯示。
優點：實現真正的即時通訊，而不是偽即時。
缺點：用戶端必須安裝Flash外掛程式；非HTTP協議，無法自動穿越防火牆。
執行個體：網路互動遊戲。
四、實現原理
所謂長串連，就是要在用戶端與伺服器之間建立和保持穩定可靠的串連。其實它是一種很早就存在的技術，但是由於瀏覽器技術的發展比較緩慢，沒有為這種機制的實現提供很好的支援。所以要達到這種效果，需要用戶端和伺服器的程式共同配合來完成。通常的做法是，在伺服器的程式中加入一個死迴圈，在迴圈中監測資料的變動。當發現新資料時，立即將其輸出給瀏覽器並中斷連線，瀏覽器在收到資料後，再次發起請求以進入下一個周期，這就是常說的長輪詢（long-polling）方式。如所示，它通常包含以下幾個關鍵過程：
1. 輪詢的建立
建立輪詢的過程很簡單，瀏覽器發起請求後進入迴圈等待狀態，此時由於伺服器還未做出應答，所以HTTP也一直處於串連狀態中。
2. 資料的推送
在迴圈過程中，伺服器程式對資料變動進行監控，如發現更新，將該資訊輸出給瀏覽器，隨即中斷連線，完成應答過程，實現“伺服器推”。
3. 輪詢的終止
輪詢可能在以下3種情況時終止：
3.1. 有新資料推送
當迴圈過程中伺服器向瀏覽器推送資訊後，應該主動結束程式運行從而讓串連斷開，這樣瀏覽器才能及時收到資料。
3.2. 沒有新資料推送
迴圈不能一直持續下去，應該設定一個最長時限，避免WEB伺服器逾時（Timeout），若一直沒有新資訊，伺服器應主動向瀏覽器發送本次輪詢無新資訊的正常響應，並中斷連線，這也被稱為“心跳”資訊。
3.3. 網路故障或異常
由於網路故障等因素造成的請求逾時或出錯也可能導致輪詢的意外中斷，此時瀏覽器將收到錯誤資訊。
4. 輪詢的重建
瀏覽器收到回複並進行相應處理後，應馬上重新發起請求，開始一個新的輪詢周期。
五、程式設計
1、普通輪詢 Ajax方式
用戶端程式碼片段
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8" isELIgnored="false" %><!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html><head><meta http-equiv="pragma" content="no-cache"><meta http-equiv="cache-control" content="no-cache"><meta http-equiv="author" content="hoojo & http://hoojo.cnblogs.com"><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /><%@ include file="/tags/jquery-lib.jsp"%><script type="text/javascript">$(function () {window.setInterval(function () {$.get("${pageContext.request.contextPath}/communication/user/ajax.mvc",{"timed": new Date().getTime()},function (data) {$("#logs").append("[data: " + data + " ]<br/>");});}, 3000);});</script></head><body><div id="logs"></div></body></html>
用戶端實現的就是用一種普通輪詢的結果，比較簡單。利用setInterval不間斷的重新整理來擷取伺服器的資源，這種方式的優點就是簡單、及時。缺點是連結多數是無效重複的；響應的結果沒有順序（因為是非同步請求，當發送的請求沒有返回結果的時候，後面的請求又被發送。而此時如果後面的請求比前面的請求要先返回結果，那麼當前面的請求返回結果資料時已經是過時無效的資料了）；請求多，難於維護、浪費伺服器和網路資源。
伺服器端代碼
@RequestMapping("/ajax")public void ajax(long timed, HttpServletResponse response) throws Exception {PrintWriter writer = response.getWriter();Random rand = new Random();// 死迴圈 查詢有無資料變化while (true) {Thread.sleep(300); // 休眠300毫秒，類比處理業務等int i = rand.nextInt(100); // 產生一個0-100之間的隨機數if (i > 20 && i < 56) { // 如果隨機數在20-56之間就視為有效資料，類比資料發生變化long responseTime = System.currentTimeMillis();// 返回資料資訊，請求時間、返回資料時間、耗時writer.print("result: " + i + ", response time: " + responseTime + ", request time: " + timed + ", use time: " + (responseTime - timed));break; // 跳出迴圈，返回資料} else { // 類比沒有資料變化，將休眠 hold住串連Thread.sleep(1300);}}}
伺服器端實現，這裡就類比下程式監控資料的變化。上面代碼屬於SpringMVC 中controller中的一個方法，相當於Servlet中的一個doPost/doGet方法。如果沒有程式環境適應servlet即可，將方法體中的代碼copy到servlet的doGet/doPost中即可。
伺服器端在進行長串連的程式設計時，要注意以下幾點：
1. 伺服器程式對輪詢的可控性
由於輪詢是用死迴圈的方式實現的，所以在演算法上要保證程式對何時退出迴圈有完全的控制能力，避免進入死迴圈而耗盡伺服器資源。
2. 合理選擇“心跳”頻率
從圖1可以看出，長串連必須由用戶端不停地進行請求來維持，所以在用戶端和伺服器間保持正常的“心跳”至為關鍵，參數POLLING_LIFE應小於WEB伺服器的逾時時間，一般建議在10～20秒左右。
3. 網路因素的影響
在實際應用時，從伺服器做出應答，到下一次迴圈的建立，是有時間延遲的，延遲時間的長短受網路傳輸等多種因素影響，在這段時間內，長串連處於暫時斷開的空檔，如果恰好有資料在這段時間內發生變動，伺服器是無法立即進行推送的，所以，在演算法設計上要注意解決由於延遲可能造成的資料丟失問題。
4. 伺服器的效能
在長串連應用中，伺服器與每個用戶端執行個體都保持一個持久的串連，這將消耗大量伺服器資源，特別是在一些大型應用系統中更是如此，大量並發的長串連有可能導致新的請求被阻塞甚至系統崩潰，所以，在進行程式設計時應特別注意演算法的最佳化和改進，必要時還需要考慮伺服器的負載平衡和叢集技術。是返回的結果，可以看到先發出請求，不一定會最先返回結果。這樣就不能保證順序，造成髒資料或無用的串連請求。可見對伺服器或網路的資源浪費。
2、普通輪詢 iframe方式
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8" isELIgnored="false" %><!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html><head><meta http-equiv="pragma" content="no-cache"><meta http-equiv="cache-control" content="no-cache"><meta http-equiv="expires" content="0"><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /><%@ include file="/tags/jquery-lib.jsp"%><script type="text/javascript">$(function () {window.setInterval(function () {$("#logs").append("[data: " + $($("#frame").get(0).contentDocument).find("body").text() + " ]<br/>");$("#frame").attr("src", "${pageContext.request.contextPath}/communication/user/ajax.mvc?timed=" + new Date().getTime());// 延遲1秒再重新請求window.setTimeout(function () {window.frames["polling"].location.reload();}, 1000);}, 5000);});</script></head><body><iframe id="frame" name="polling" style="display: none;"></iframe><div id="logs"></div></body></html>
這裡的用戶端程式是利用隱藏的iframe向伺服器端不停的拉取資料，將iframe擷取後的資料填充到頁面中即可。同ajax實現的基本原理一樣，唯一不同的是當一個請求沒有響應返回資料的情況下，下一個請求也將開始，這時候前面的請求將被停止。如果要使程式和上面的ajax請求一樣也可以辦到，那就是給每個請求分配一個獨立的iframe即可。下面是返回的結果：
其中紅色是沒有成功返回請求就被停止（後面請求開始）掉的請求，黑色是成功返回資料的請求。
3、長串連iframe方式
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8" isELIgnored="false" %><!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html><head><meta http-equiv="pragma" content="no-cache"><meta http-equiv="cache-control" content="no-cache"><meta http-equiv="author" content="hoojo & http://hoojo.cnblogs.com"><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /><%@ include file="/tags/jquery-lib.jsp"%><script type="text/javascript">$(function () {window.setInterval(function () {var url = "${pageContext.request.contextPath}/communication/user/ajax.mvc?timed=" + new Date().getTime();var $iframe = $(‘<iframe id="frame" name="polling" style="display: none;" src="‘ + url + ‘"></iframe>‘);$("body").append($iframe);$iframe.load(function () {$("#logs").append("[data: " + $($iframe.get(0).contentDocument).find("body").text() + " ]<br/>");$iframe.remove();});}, 5000);});</script></head><body><div id="logs"></div></body></html>
這個輪詢方式就是把剛才上面的稍微改下，每個請求都有自己獨立的一個iframe，當這個iframe得到響應的資料後就把資料push到當前頁面上。使用此方法已經類似於ajax的非同步互動了，這種方法也是不能保證順序的、比較耗費資源、而且總是有一個載入的條在地址欄或狀態列附件（當然要解決可以利用htmlfile，Google的攻城師們已經做到了，網上也有封裝好的lib庫），但用戶端實現起來比較簡單。
如果要保證有序，可以不使用setInterval，將建立iframe的方法放在load事件中即可，即使用遞迴方式。調整後的程式碼片段如下：
<script type="text/javascript">$(function () {(function iframePolling() {var url = "${pageContext.request.contextPath}/communication/user/ajax.mvc?timed=" + new Date().getTime();var $iframe = $(‘<iframe id="frame" name="polling" style="display: none;" src="‘ + url + ‘"></iframe>‘);$("body").append($iframe);$iframe.load(function () {$("#logs").append("[data: " + $($iframe.get(0).contentDocument).find("body").text() + " ]<br/>");$iframe.remove();// 遞迴iframePolling();});})();});</script>
這種方式雖然保證了請求的順序，但是它不會處理請求延時的錯誤或是說很長時間沒有返回結果的請求，它會一直等到返回請求後才能建立下一個iframe請求，總會和伺服器保持一個串連。和以上輪詢比較，缺點就是訊息不及時，但保證了請求的順序。
4、ajax實現長串連
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8" isELIgnored="false" %><!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN"><html><head><meta http-equiv="pragma" content="no-cache"><meta http-equiv="cache-control" content="no-cache"><meta http-equiv="expires" content="0"><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /><%@ include file="/tags/jquery-lib.jsp"%><script type="text/javascript">$(function () {(function longPolling() {$.ajax({url: "${pageContext.request.contextPath}/communication/user/ajax.mvc",data: {"timed": new Date().getTime()},dataType: "text",timeout: 5000,error: function (XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {$("#state").append("[state: " + textStatus + ", error: " + errorThrown + " ]<br/>");if (textStatus == "timeout") { // 請求逾時longPolling(); // 遞迴調用// 其他錯誤，如網路錯誤等} else {longPolling();}},success: function (data, textStatus) {$("#state").append("[state: " + textStatus + ", data: { " + data + "} ]<br/>");if (textStatus == "success") { // 請求成功longPolling();}}});})();});</script></head><body>
上面這段代碼就是才有Ajax的方式完成長串連，主要優點就是和伺服器始終保持一個串連。如果當前串連請求成功後，將更新資料並且繼續建立一個新的串連和伺服器保持聯絡。如果連線逾時或發生異常，這個時候程式也會建立一個新串連繼續請求。這樣就大大節省了伺服器和網路資源，提高了程式的效能，從而也保證了程式的順序。
六、總結
現代的瀏覽器都支援跨域資源共用（Cross-Origin Resource Share，CORS）規範，該規範允許XHR執行跨域請求，因此基於指令碼的和基於iframe的技術已成為了一種過時的需要。
把Comet做為反向Ajax的實現和使用的最好方式是通過XMLHttpRequest對象，該做法提供了一個真正的串連控制代碼和錯誤處理。當然你選擇經由HTTP長輪詢使用XMLHttpRequest對象（在伺服器端掛起的一個簡單的Ajax請求）的Comet模式，所有支援Ajax的瀏覽器也都支援該種做法。
基於HTTP的長串連技術，是目前在純瀏覽器環境下進行即時互動類應用開發的理想選擇，隨著瀏覽器的快速發展，html5將為其提供更好的支援和更廣泛的應用。在html5中有一個websocket 可以很友好的完成長串連這一技術，網上也有相關方面的資料，這裡也就不再做過多介紹。
Web 通訊 之 長串連、長輪詢(轉）
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