很早之前就对 WebSocket 协议非常感兴趣，今天有空时看了一下 RFC6455， 发现其实是一个很简单的协议。于是尝试着实现了一个客户端。这里摘取一些关键部分的代码。

WebSocket 和普通的 tcp 连接很类似，可以双向发送消息（区别于 http的request-response模式）。

首先第一步是建立 tcp 连接，然后发送 http 协议升级消息：

  defp upgrade_msg(uri, nonce) do
    """
    GET / HTTP/1.1\r
    Host: #{uri.authority}\r
    Upgrade: websocket\r
    Connection: Upgrade\r
    Sec-WebSocket-Key: #{nonce}\r
    Sec-WebSocket-Version: 13\r\n
    """
  end

之后服务器会返回一些内容，我们校验过后websocket连接就算建立成功了：

  defp handle_tcp(:handshake, data, %{challenge: challenge}) do
    {:ok, {:http_response, _, 101, "Switching Protocols"}, rest} =
      :erlang.decode_packet(:http_bin, data, []) |> IO.inspect()

    case validate_headers(rest, fn
           {:Connection, up} ->
             String.downcase(up) == "upgrade"

           {:Upgrade, ws} ->
             String.downcase(ws) == "websocket"

           {"Sec-WebSocket-Accept", ch} ->
             ch == challenge

           _ ->
             true
         end) do
      :ok ->
        IO.inspect("goto data_framing")
        {:data_framing, ""}

      {:error, wrong_header} ->
        IO.inspect("falied because: #{inspect(wrong_header)}")
        {:failed, :close}
    end
  end

连接建立之后就可以以特定的格式收发消息了，消息的最小单位是 frame，它的结构是这样的：

  def encode(%{opcode: op, mask: mask} = meta) do
    op = enop(op)
    payload = if mask, do: meta.masked_payload, else: meta.payload
    mask_key = if mask, do: meta.mask_key, else: <<>>
    mask = if mask, do: 1, else: 0

    <<1::size(1), 0::size(3), op::size(4), mask::size(1),
      encode_payload_length(byte_size(payload))::bitstring, mask_key::bytes, payload::bytes>>
  end

客户端发送给服务器的内容需要 mask，而服务端发给客户端的则不需要。

opcode 常用的有 text，binary，ping，pong，close. 分别代表不同的消息类型。