simcu::websocket — 仓颉 WebSocket 库(RFC 6455

事件回调式 WebSocket 客户端与服务端,纯仓颉实现,仅依赖标准库 + stdx(无第三方库)。

  • 组织:simcu
  • 包名:websocket
  • 子包:simcu::websocket.client / simcu::websocket.server / simcu::websocket.common
  • 构建:cjpm build;测试:cjpm test8 个端到端用例全通过)

功能特性

  • 客户端connect() / send() / close() / terminate() + 事件回调 onOpen / onMessage / onError / onClose
  • 服务端on('connection') / on('message') / send() / close() / terminate() + 监听 on('close') / on('error')
  • RFC 6455 完整帧层:掩码、分片重组、Ping/Pong、Close 握手、maxPayload 上限(超限 1009
  • 群发广播broadcastText / broadcastBinary
  • wssTLSFrameStream 基于 StreamingSocket,可直接包裹 TlsSocket(已在 BotRoleHelper 实战验证)

依赖引入

在项目 cjpm.toml 中添加:

[dependencies]
"simcu::websocket" = { path = "../websocket-cj" }
import simcu::websocket.client.WebSocketClient
import simcu::websocket.server.WebSocketServer
import simcu::websocket.server.WebSocketConnection
import simcu::websocket.common.WebSocketMessage

目录结构

src/
├── websocket.cj                      # 模块锚点
├── common/
│   ├── WsTypes.cj                    # WebSocketMessage / ReadyState / WebSocketException / CloseCodes / WsEvents
│   └── FrameStream.cj                # RFC 6455 帧层(握手工具、掩码、分片重组、maxPayload
├── client/
│   └── WebSocketClient.cj            # 客户端
├── server/
│   ├── WebSocketServer.cj            # 服务端监听 / 握手 / 广播
│   └── WebSocketConnection.cj        # 服务端单条连接
└── tests/
    └── websocket_test.cj             # 端到端集成测试

客户端 API

let client = WebSocketClient("127.0.0.1", 8080, path: "/ws", maxPayload: 65536)

// 事件回调(连接建立后触发)
client.onOpen    = { => ... }                          // 握手完成
client.onMessage = { m: WebSocketMessage => ... }      // 收到消息(m.text / m.bytes / m.type
client.onError   = { e: Exception => ... }             // 运行时错误(WebSocketException 含 .code
client.onClose   = { code: Int64, reason: String => ... } // 关闭,携带关闭码与原因

client.connect(timeout: Duration.second * 30) // 建立连接;握手失败抛 WebSocketException
client.send(WebSocketMessage)                 // 发送消息对象
client.sendText("hello")                      // 发送文本
client.sendBinary(byteArray)                  // 发送二进制
client.ping()                                 // 心跳(服务端自动回 Pong
client.close(code: 1000, reason: "bye")       // 关闭握手,5 秒兜底强制断开
client.terminate()                            // 立即断开(对端收 1006

client.readyState                             // Connecting / Open / Closing / Closed
client.isOpen()

构造参数:

参数 默认 说明
host: String 服务端主机(IP 或域名)
port: UInt16 服务端端口
path: String "/" 请求路径
maxPayload: Int64 65536 单条消息最大字节数,超出触发 onError(code=1009)

服务端 API

let server = WebSocketServer(bindAt: 8080, path: Some("/ws"), maxPayload: 65536)

// 服务端事件
server.on("connection", { conn: WebSocketConnection => ... })  // 新连接完成握手
server.on("message",   { conn, msg => ... })                   // 任意连接收到消息
server.on("close",     { conn, code, reason => ... })          // 任意连接关闭
server.on("error",     { e => ... })                           // 监听 / 连接错误

server.listen()                        // 开始监听(异步 accept
server.close()                         // 停止监听并关闭全部连接
server.broadcastText("hi-all")         // 群发文本
server.broadcastBinary(bytes)          // 群发二进制
server.localPort                       // 实际监听端口(bindAt=0 时随机)
server.connectionCount                 // 当前连接数

构造参数:

参数 默认 说明
bindAt: UInt16 0 监听端口,0 表示随机空闲端口(listen 后读 localPort
path: ?String None 仅接受该路径的握手请求,None 表示不限制
maxPayload: Int64 65536 单条消息最大字节数

连接级 API

// 连接级事件(conn.on 重载按监听器参数区分,也可直接赋 conn.onMessage 等属性)
conn.on("message", { m: WebSocketMessage => ... })
conn.on("close",   { code: Int64, reason: String => ... })
conn.on("error",   { e: Exception => ... })

conn.send(message) / sendText(text) / sendBinary(bytes) / ping()
conn.close(code: 4000, reason: "svr")  // 关闭握手
conn.terminate()                       // 立即断开
conn.readyState / conn.isOpen()
conn.remoteAddress                     // "ip:port"

底层帧 APIcommon 子包)

高层 client/server 已封装全部帧逻辑;需要自定义握手、代理或 wss 包裹时,可直接使用 FrameStreamlurmix 的 BotRoleHelper 即基于它实现):

import simcu::websocket.common.FrameStream

// 构造:包裹 TCP(或 TLS)流;客户端必须 maskOutgoing=true,服务端 false
let fs = FrameStream(conn, maxPayload, true)

// 握手工具
FrameStream.generateWebSocketKey()          // 生成 Sec-WebSocket-Key
FrameStream.computeAccept(key)              // 计算 Sec-WebSocket-Accept
FrameStream.parseClosePayload(payload)      // 解析 close 帧 -> (code, reason)

// 读写
fs.readHttpHeader()                         // 读 HTTP 头(到 \r\n\r\n),帧字节保留在缓冲
fs.readMessage()                            // 读一条完整消息:分片重组、自动回 Pong;返回 ?WsFrame
fs.writeText(text) / fs.writeBinary(data)
fs.writeFrame(opcode, payload)              // 发送任意 opcode 帧
fs.writePing(payload) / fs.writePong(payload)
fs.writeClose(code, reason)
fs.close()                                  // 关闭底层流
fs.remoteAddress()                          // 远端 SocketAddress

WsFrame 字段:fin: Boolopcode: Int641=text2=binary8=close)、payload: Array<Byte>readMessage() 返回 None 表示对端关闭/EOF;收到 close 帧时已自动回写 close 并关闭流。

wssTLS)示例

import stdx.net.tls.*
import stdx.net.tls.common.*

let tcp = TcpSocket(host, port)
tcp.connect(timeout: Duration.second * 30)
var tls = TlsClientConfig()
tls.verifyMode = CertificateVerifyMode.TrustAll
tls.serverName = Some(host)
let tlsSocket = TlsSocket.client(tcp, session: None, clientConfig: tls)
tlsSocket.handshake(timeout: Duration.second * 30)
let fs = FrameStream(tlsSocket, maxPayload, true) // 客户端掩码 + TLS 包裹 = wss

完整实战示例见 lemon-lurmix-cj/src/helpers/BotRoleHelper.cj

消息与错误码

// WebSocketMessage
m.type      // MessageType.Text / Binary
m.bytes     // 原始 payload
m.text      // 文本内容(二进制消息返回 None
WebSocketMessage.fromText("hi") / fromBinary(bytes)

// WebSocketException(异常含 RFC 6455 关闭码)
ex.code     // 1002 协议错误 / 1009 消息过大 / 1006 对端异常断开 ...
CloseCodes.messageTooBig  // 常用关闭码常量

// 服务端事件名(on(event, ...) 使用)
WsEvents.connection / WsEvents.message / WsEvents.close / WsEvents.error

测试覆盖

用例 验证点
echoText 客户端发送 → 服务端回声 → 客户端收到
broadcast 双客户端群发均收到
closeHandshake client.close(1000, "bye") 双端 onClose 收到 (1000, "bye")
serverClose conn.close(4000, "svr") → 客户端收 (4000, "svr")
terminate client.terminate() → 服务端收 (1006, "")
ping 心跳后连接仍可收发
pathFilter path 过滤:/ws 通过,/other 拒绝
maxPayload 超限触发 onError(code=1009)

已补齐的 API 缺口

对照最初需求(connect/send/close + onOpen/onMessage/onError/onClose),补齐了:

  • sendText / sendBinary:按文本 / 二进制发送的重载(send(WebSocketMessage) 之外)
  • ping():心跳保活
  • close(code, reason):携带关闭码与原因的关闭握手;onClose 回调带 (code, reason)
  • readyState / isOpen():连接状态查询
  • broadcastText / broadcastBinary:服务端群发
  • localPort / connectionCount / remoteAddress:服务端与连接元信息
  • 服务端 path 过滤:仅接受指定路径的握手
  • maxPayload:单条消息上限,超限报 1009

尚未实现(后续方向)

  • 子协议协商(Sec-WebSocket-Protocol:握手阶段携带子协议并校验
  • 自动定时心跳:目前为手动 ping(),未内置保活定时器
  • 分片发送:接收侧已支持分片重组;发送侧未提供手动分片 API
  • 压缩扩展(permessage-deflate
S
Description
事件回调式 WebSocket 客户端与服务端,纯仓颉实现,无第三方依赖(仅标准库 + stdx)。
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Languages
Cangjie 100%