如何管理 WebSocket 连接的最佳实践是什么？

管理 WebSocket 连接需要考虑连接生命周期、资源优化、错误处理等多个方面。以下是最佳实践：

连接管理策略

1. 连接建立与初始化

客户端侧：

javascript
const ws = new WebSocket('wss://example.com/socket');

ws.onopen = () => {
  console.log('WebSocket connected');
  // 发送初始化消息
  ws.send(JSON.stringify({ type: 'init', data: userData }));
};

ws.onerror = (error) => {
  console.error('WebSocket error:', error);
  // 实现错误处理逻辑
};

服务器侧：

• 验证连接请求的合法性
• 设置合理的连接超时时间
• 记录连接元数据（用户ID、设备信息等）

2. 心跳机制

实现心跳保持连接活跃：

javascript
// 客户端心跳
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
}

ws.onmessage = (event) => {
  const data = JSON.parse(event.data);
  if (data.type === 'pong') {
    // 收到服务器响应，连接正常
  }
};

服务器心跳：

• 监控客户端活跃状态
• 超时未响应则关闭连接
• 减少无效连接占用资源

3. 连接重连策略

指数退避重连算法：

javascript
function reconnect() {
  let retryCount = 0;
  const maxRetries = 5;
  const baseDelay = 1000; // 1秒

  function attemptReconnect() {
    if (retryCount >= maxRetries) {
      console.error('Max reconnection attempts reached');
      return;
    }

    const delay = Math.min(baseDelay * Math.pow(2, retryCount), 30000);
    setTimeout(() => {
      try {
        ws = new WebSocket('wss://example.com/socket');
        retryCount++;
      } catch (error) {
        console.error('Reconnection failed:', error);
        attemptReconnect();
      }
    }, delay);
  }

  attemptReconnect();
}

4. 连接池管理

服务器端连接池优化：

• 使用内存数据库（如 Redis）存储连接映射
• 实现连接分组和路由
• 设置最大连接数限制
• 实现连接负载均衡

javascript
// 连接池示例
const connectionPool = new Map();

function addConnection(userId, ws) {
  connectionPool.set(userId, ws);
}

function getConnection(userId) {
  return connectionPool.get(userId);
}

function removeConnection(userId) {
  connectionPool.delete(userId);
}

5. 资源清理

优雅关闭连接：

javascript
function closeConnection() {
  if (ws && ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
    // 发送关闭帧
    ws.send(JSON.stringify({ type: 'close', reason: 'user_logout' }));
    // 等待服务器确认
    setTimeout(() => {
      ws.close(1000, 'Normal closure');
    }, 1000);
  }
  
  // 清理定时器
  if (heartbeatInterval) {
    clearInterval(heartbeatInterval);
  }
}

6. 监控与日志

关键监控指标：

• 连接数量和趋势
• 消息发送/接收速率
• 连接失败率
• 平均连接时长
• 内存和 CPU 使用率

日志记录：

• 连接建立和断开事件
• 消息传输统计
• 错误和异常情况

性能优化建议

1. 消息批处理：将多个小消息合并发送
2. 压缩传输：启用 permessage-deflate 扩展
3. 二进制数据：使用二进制格式传输大数据
4. 连接复用：避免频繁创建和销毁连接
5. 限流控制：防止消息洪泛