WebSocket的心跳机制是如何实现的？

WebSocket心跳机制用于检测连接的活跃状态，防止连接因网络问题或超时而断开。

为什么需要心跳

1. 检测连接状态：及时发现连接是否断开
2. 保持连接活跃：防止中间设备（如防火墙、NAT）因长时间无数据传输而关闭连接
3. 快速故障恢复：连接断开后可以快速重连

心跳实现方式

客户端发起心跳

javascript
// 客户端定时发送心跳
const ws = new WebSocket('ws://example.com');
let heartbeatInterval;

function startHeartbeat() {
  heartbeatInterval = setInterval(() => {
    if (ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
      ws.send(JSON.stringify({ type: 'ping' }));
    }
  }, 30000); // 每30秒发送一次
}

function stopHeartbeat() {
  clearInterval(heartbeatInterval);
}

ws.onopen = startHeartbeat;
ws.onclose = stopHeartbeat;

服务器响应心跳

javascript
// 服务器端处理心跳
wss.on('connection', (ws) => {
  ws.on('message', (message) => {
    const data = JSON.parse(message);
    if (data.type === 'ping') {
      ws.send(JSON.stringify({ type: 'pong' }));
    }
  });
});

心跳间隔设置

• 推荐间隔：30-60秒
• 过短：增加服务器负担和网络流量
• 过长：无法及时检测到连接断开

超时处理

javascript
let pongTimeout;
const TIMEOUT = 5000; // 5秒超时

function sendPing() {
  ws.send(JSON.stringify({ type: 'ping' }));
  
  pongTimeout = setTimeout(() => {
    console.log('心跳超时，连接可能已断开');
    ws.close();
  }, TIMEOUT);
}

ws.onmessage = (event) => {
  const data = JSON.parse(event.data);
  if (data.type === 'pong') {
    clearTimeout(pongTimeout);
  }
};

最佳实践

1. 双向心跳：客户端和服务器都可以发起心跳
2. 动态调整：根据网络状况动态调整心跳间隔
3. 指数退避：重连时使用指数退避策略
4. 状态监控：记录心跳成功/失败次数，用于监控连接质量