三种Web通信技术之间的差异和应用场景

在网络应用的快速发展中，新型的通信协议不断涌现，而

WebSocket、gRPC和QUIC都是现代网络通信技术中的重要协议和技术，在不同的应用场景中，它们之间存在着一定的相同和差异。

接下来我们就以这三种技术的特点、差异和应用场景进行分析说明。什么是Websocket？

WebSocket是一种基于HTTP的协议，是HTML5研究小组在2011年提出的一个协议规范，主要用于实现双向通信。在WebSocket中，客户端和服务器可以建立一条持久化的连接，通过这条连接可以实现双向通信。

WebSocket是应用层第七层上的一个应用层协议，它必须依赖HTTP协议进行一次握手，握手成功后，数据就直接从TCP通道传输，与HTTP无关了。也就是说WebSocket分为握手和数据传输阶段（HTTP握手+双工的TCP连接），还有最后关闭连接阶段，如下图：

有以下特点：

●建立在TCP协议之上（它需要通过握手连接之后才能通信，服务器端的实现比较容易）●双向通信（当建立通信连接，可以做到持久性的连接，服务器可以主动的给客户端推送消息）●更强的实时性●与HTTP协议有着良好的兼容性。（默认端口也是80或443，并且握手阶段采用HTTP协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种代理服务器）●性能开销小，通信高效。（数据格式比较轻量，可以发送文本，也可以发送二进制数据）●没有同源限制。（客户端可以与任意服务器通信）

应用场景：

●聊天应用●在线游戏●协作编辑应用●股票交易应用●实时活动/数据流展示等

什么是GRPC？

GRPC是Google在2016推出的一个高性能轻量级RPC框架，它使用Protobuf作为接口描述语言，支持多种编程语言，如C++,Java,Python等。在GRPC中，客户端可以调用远程服务器上的方法，就像调用本地方法一样。

GRPC是建立在TCP之上，工作模式有四种：

■简单RPC（一般的rpc调用，client请求一次，server返回一次）■服务端流式RPC（client请求一次，server返回多次）■客户端流式RPC（client请求多次，server返回一次）■双向流式RPC（结合客户端流式和服务端流式，即双方可以流式互相通信）对比传统的RPC，在响应返回之前时是不能继续发送请求的，而GRPC双向流模式可以同时互相通信，默认使用protobuf协议，比xml和json传输效率高10-20倍

有以下特点：

■支持多种语言（跨语言编程）■性能高（protobuf性能高过json,http2.0性能高过http1.1）■基于标准的HTTP/2设计（支持双向流、消息头压缩、单TCP的多路复用、服务端推送等特性）■默认采用protobuf作为IDL（接口描述语言）■序列化支持protobuf（protobuf是一种语言无关的高性能序列化框架，保障了RPC调用的高性能，传输效率高）■流式处理（基于http2.0支持客户端流式，服务端流式，双向流式）

应用场景：

微服务架构：可以用于构建微服务架构中的各个服务之间的通信，实现高效的服务调用。多语言项目：其跨语言特性使得不同语言的项目可以通过GRPC进行通信，特别是当项目涉及多个不同语言的服务的时候。云原生应用：可以与Kubernetes、Istio等云原生技术结合使用，实现服务的发现、负载均衡、容错等功能，从而更好地支持云原生应用的开发和部署。

什么是QUIC？

QUIC是谷歌在2016年制定的一种基于UDP的低时延的互联网传输层协议，旨在解决TCP协议存在的问题。QUIC支持多路复用和快速握手，可以提高数据传输的效率和可靠性。

有以下特点：

快速启动和快速恢复：QUIC可以在连接建立时立即启动数据传输，不需要等待握手完成，因此可以更快地建立连接和传输数据。多路复用：可以在一个连接上同时传输多个数据流，提高网络利用率和数据传输效率。安全性：内置TLS协议，支持端到端的加密传输，可以保护数据的机密性和完整性，防止网络中间人攻击和数据泄露。连接保持：当客户端IP或者端口发生变化时，可以快速恢复连接，也就是从WiFi切换到流量时用户无感知。适应性：依据自适应算法并结合网络状况调整传输参数。例如调整窗口大小、重传超时等，以适应不同的网络环境和带宽情况。

应用场景：

实时通信和游戏：其快速启动和快速恢复的特点，使得它更适用于实时通信和游戏场景流媒体和视频服务：其多路复用和流量控制，适合用于流媒体和视频服务，提高数据传输效率和网络利用率。网络安全：内置TLS协议，支持端到端的加密传输，可以保护数据的机密性和完整性，适合用于网络安全场景。

三者之间差异对比

优缺点对比

综合对比

我们应该如何使用？

何时使用GRPC在微服务风格的系统框架中使用GRPC连接多语言服务。针对流式请求和流式响应的点对点实时服务。

何时使用WebSocket实时更新的功能及服务，其中通信是单向的，由服务器将最新更新的信息推送到客户端。如：警报和通知。双向通信的功能及服务，客户端和服务器互相实时发送和接收消息。如：在线聊天、在线协作编辑文档。一次向多个终端广播相同的消息，通常说法为发布/订阅消息传递方式。

何时使用QUIC短视频：提升首屏秒开率，降低卡顿率。图片文件下载：降低文件下载总耗时。直播：降低播放卡顿率，提升推流稳定性。总结你要选择使用哪种协议将取决于您的特定需求。你的应用程序的应用场景和目标决定了你应该