WebSocket и WebTransport: real-time без задержек

Если вы когда-нибудь создавали чат, стриминговый сервис или онлайн-игру, то знаете задержки в передаче данных убивают пользовательский опыт. Раньше мы использовали HTTP-запросы с постоянным опросом сервера (polling), но сегодня у нас есть более эффективные инструменты WebSocket и WebTransport. В этой статье я подробно сравню эти технологии, покажу примеры кода, проведу тесты и дам рекомендации, чтобы вы выбрали правильное решение для своего проекта.

WebSocket классика real-time

WebSocket это протокол двусторонней связи поверх TCP, который позволяет серверу и клиенту обмениваться данными в режиме реального времени без постоянных HTTP-запросов. Его поддерживают все современные браузеры, что делает его универсальным выбором.

Как работает WebSocket?

1. Handshake: Клиент отправляет HTTP-запрос с заголовком Upgrade: websocket.
2. Соединение: После подтверждения сервером устанавливается постоянное TCP-соединение.
3. Обмен данными: Клиент и сервер отправляют сообщения в формате frames (текст, бинарные данные).

Пример кода: чат на WebSocket

Сервер (Node.js с библиотекой ws):

const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  ws.on('message', (message) => {
    // Рассылка сообщения всем клиентам
    wss.clients.forEach((client) => {
      if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(message.toString());
      }
    });
  });
});

Клиент (JavaScript):

const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');

ws.onopen = () => {
  console.log('Соединение установлено!');
};

ws.onmessage = (event) => {
  const chat = document.getElementById('chat');
  chat.innerHTML += `<div>${event.data}</div>`;
};

// Отправка сообщения
document.getElementById('sendButton').onclick = () => {
  const message = document.getElementById('input').value;
  ws.send(message);
};

WebTransport будущее реального времени

WebTransport это новый протокол на основе HTTP/3 и QUIC, который поддерживает множественные потоки данных, включая UDP для снижения задержек. Пока он работает только в Chrome и Edge, но его потенциал огромен.

Особенности WebTransport:

• Надёжность: Можно выбирать между надежными (TCP-like) и ненадежными (UDP-like) потоками.
• Мультиплексирование: Одновременная передача данных по разным потокам без блокировок.
• Безопасность: Встроенное шифрование через TLS.

Пример кода: стриминг видео через WebTransport

Клиент (JavaScript):

async function connect() {
  const transport = new WebTransport('https://localhost:4433/video-stream');
  await transport.ready;

  const stream = await transport.createUnidirectionalStream();
  const writer = stream.writable.getWriter();
  
  // Отправка видеокадров с камеры
  const video = document.getElementById('video');
  const mediaStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true });
  video.srcObject = mediaStream;

  const encoder = new VideoEncoder({
    output: (chunk) => {
      writer.write(chunk);
    },
    error: console.error,
  });

  encoder.configure({ codec: 'vp8', width: 640, height: 480 });
}

Сравнение технологий

Рассмотрим, какая технология лучше подходит для конкретных сценариев.

WebSocket или WebTransport

Тесты производительности

Я провёл замеры для трёх сценариев (чаты, стриминг 4K, онлайн-игра с 50 игроками) на локальном сервере. Результаты:

WebTransport выигрывает в задачах с высокой нагрузкой и низкими задержками.

Рекомендации для разработчиков

1. Выбирайте WebSocket, если:
   • Нужна максимальная совместимость с браузерами.
   • Вы создаёте MVP или небольшой чат.
2. Выбирайте WebTransport, если:
   • Требуется минимальная задержка (игры, видеоконференции).
   • Готовы работать с экспериментальной технологией.
3. Советы по оптимизации:
   • Для WebSocket используйте бинарные данные вместо JSON.
   • В WebTransport применяйте ненадежные потоки для голосового чата.

WebSocket и WebTransport решают задачу real-взаимодействия, но подходы у них разные. Если вы только начинаете, стартуйте с WebSocket. Если хотите подготовиться к будущему, то экспериментируйте с WebTransport. Лично я в новых проектах присматриваюсь к WebTransport, особенно для игровых механик.

Если остались вопросы, пишите в комментарии. Удачи в реализации real-time проектов.