什么是WebTransport？WebTransport可以取代 WebSocket 吗

WebTransport 是一种新的规范，可以提供WebSocket 的替代方案。

对于需要在端点之间进行低延迟、事件驱动通信的应用程序来说，WebSockets 一直是首选，但 WebTransport 可能会改变这种状况。

在本文中，您将了解 WebTransport 的功能及其与 WebSockets 的区别。您还将了解何时以及是否应该进行转换。

WebSockets 与 WebTransport 的对比一览

WebSockets 是一种通过持久的单套接字连接在客户端和服务器之间实现双向、全双工通信的技术。这样就可以实现低延迟、实时更新，并创建更丰富的通信和游戏应用程序。以前，网络依赖于请求和响应，而请求和响应对于这类应用来说不够动态。

较新的 WebTransport 可提供安全、多路复用、实时传输，并已具备可靠和不可靠发送数据的 API。

在可靠的数据传输中，发送方会收到数据传输成功或失败的通知，失败的传输通常会重新发送，直到成功为止，然后再发送下一个数据包。在不可靠传输中，没有传输成功的确认，没有收到的数据包根本不会被传送。不可靠传输通常用于流媒体视频等场合，在这些场合中，速度是一个关键因素，而轻微的数据丢失（如几帧视频）是可以接受的。由于 WebTransport 同时使用这两种方法，因此有很多使用案例，例如多人游戏的双向数据流、交互式直播流以及传感器和物联网设备的数据传输。

WebSockets 为每个连接创建一个流，而 WebTransport 允许您通过单个连接创建多个流。它避免了 WebSocket 所遭受的队头阻塞延迟，并且在创建连接时占用的资源较少。虽然 WebSockets 最初是作为 HTTP/1.1 协议，但 WebTransport 在几种不同的协议之上工作，包括一些 WebSockets 不支持的协议。

它与HTTP/3配合使用，HTTP/3 是万维网使用的传输协议的即将推出的版本。HTTP/3 使用QUIC 协议进行传输层数据交换，这有几个优点。QUIC 可以防止队头阻塞延迟，从而在许多情况下提高网络性能。这是 WebSocket 的限制。

通过WebTransport，您还可以使用promise和异步函数的await 关键字等功能。该 API 也在 Web Workers 中运行，支持多线程。

以下是WebTransport 工作组文档中的异步函数示例。

async function sendData(url, data) {
    const wt = new WebTransport(url);
    const writable = await wt.createUnidirectionalStream();
    const writer = writable.getWriter();
    await writer.write(data);
    await writer.close();
}

WebTransport 工作组仍在敲定规范的细节，因此可能会出现更多特性和功能。

4 个 WebTransport 使用案例

WebTransport 有许多潜在的使用案例。让我们来看看它的四个闪光点。

加密流

WebTransport 的流 API 允许您创建用于发送有序数据的连接。由于 WebTransport 使用 QUIC 协议，因此与 WebSockets 使用的 TCP 相比，这些连接在打开和关闭时占用的资源较少。

您还可以更安全地提供流媒体。WebTransport 有多种安全措施，如要求使用 Origin 标头，以及通过传输参数进行特定选择。

通信

WebTransport 可以通过同一连接发送多种类型的数据。这意味着您可以在可靠发送文本或文件数据的同时，不间断地发送和接收视频信息。

这一功能让您可以在每个连接上做更多的事情，从而在更多的同时在线用户之间实现更丰富的通信。这意味着您可以在不同的通道上发送不同类型的内容，因此像大图像这样的内容可以通过不同的连接发送，而不是其他数据，这就意味着图像不会阻碍聊天通信。

您还可以创建双向流，允许服务器或客户端启动通信，因此如果您正在实施一个消息系统，数据交换可以快速进行。

多人游戏

WebTransport 支持 HTTP/2、HTTP/3 和 QUIC 协议。它能通过 HTTP 无序接收数据，并能自行请求数据或监听服务器推送的数据。无论是可靠还是不可靠，它都能做到这一点。

有了 WebTransport 的双向流，服务器推送的数据延迟非常低，这对游戏开发来说是一大优势。这意味着用户输入与响应之间的延迟更短，这在射击、驾驶或格斗等动作游戏中至关重要。

它还能提高云游戏服务的响应时间，在云游戏服务中，服务器负责渲染和游戏，并将视频流传输到瘦客户端，瘦客户端再将用户输入传回服务器。

传感器数据

许多物联网（IOT）设备都会记录需要传输到服务器的数据，WebTransport 的一个潜在用途就是提供低延迟的传输方法。物联网设备经常定期发送少量数据。消耗较少的资源对设备的电池寿命和网络拥塞都有好处。

随着物联网的发展，使用中的大量设备会消耗越来越多的连接，这可能会成为一个问题，因此这些设备越轻便越好。

能使用 WebTransport 吗？

现在让我们来看看 WebTransport 提供了哪些具体特性和功能。该规范仍处于公开草案阶段，但已完全可用。

除了 QUIC 协议外，还有一个 API 可让浏览器控制流和数据报。API 仅支持 HTTPS，以确保安全。

QUIC

QUIC 是一种传输协议，旨在取代 TCP 并提高网络性能。它使用 UDP，HTTP/3 就是为利用它而设计的。在 QUIC 上使用 HTTP/3 时，建立连接的速度更快，拥塞控制反馈可帮助避免问题。如前所述，QUIC 还能防止行头阻塞。

它不需要那么多的报头信息，从而实现了轻量级通信，没有 HTTP 的开销。它还与硬件无关，只需在应用层提供支持。

浏览器和应用程序已广泛支持 QUIC。目前有 7.7% 的网站使用它，但这一数字正在稳步上升。

如果你想在 Chrome 浏览器和其他许多基于 Chromium 的浏览器中试用 QUIC，可以在设置中激活它。

在 URL 栏中键入 chrome://flags，然后找到实验性 QUIC 协议设置并启用，如下图所示。(对于基于 Chromium 的浏览器，只需将 chrome://flags 替换为 [browser name]://flags）。

其他协议

WebTransport 还可以在 HTTP/2 或 HTTP/3 的基础上运行，无需 QUIC。它还可以使用 HTTP/2 作为后备协议，让您可以利用 WebTransport 的优势，而不受网络的限制。

HTTP/2 兼容性可能会让你在不支持 HTTP/3 的旧设备上运行它，并让你利用资源优先级等功能。

数据报

WebTransport 主要使用数据报和流。数据报是一个独立的数据包，可以以任何特定顺序到达。数据报的发送是不可靠的。不可靠的数据可以高速发送，即使某些数据被丢弃，连接也能应付自如。WebTransport 规范允许使用 maxDatagramSize 属性限制数据报大小。

WebTransport 对象有一个数据报对象，可通过其可读写属性进行访问。数据报可以排队，也可以创建等待数据报传输的承诺。

WebTransport 对象还包括状态数据，显示它们是正在连接、已连接、已关闭还是已失败。它们还包括表示对象已就绪或已关闭的承诺。

流(Streams)

流允许您发送有序、可靠的数据。您可以建立一个数据流，并让服务器将这些内容推送到客户端。它允许低延迟的实时通信。

在应用程序接口（API）中，WebTransport 对象有用于代表不同类型流的其他对象的插槽。这些对象包括发送流（SendStream）、接收流（ReceiveStream）和双向流（Bidirectional Stream）对象，所有这些都在规范的工作草案中进行了定义。

WebTransport 还允许以部分可靠的方式发送多数据流数据。以这种方式发送数据时，并不保证数据会按正确的顺序到达，而是根据其他相关流的状态进行排序。这种方式在发送视频帧时效果很好。

通过流，您还可以将接收到的数据导入一个处理程序，如 TextDecoderStream，该程序会将数据转换为应用程序可随时使用的格式。

• 发送流

SendStream 对象是一种用于外发数据的 WritableStream。它们存储流对象，但 SendStream 对象还包含一个承诺，该承诺定义了它将采取的行动，如关闭或中止。

SendStream 对象还包含一个槽，用于将其连接到 HTTP/3 传输层。

• 接收流

ReceiveStream 对象是一种处理传入数据的 ReadableStream。

ReceiveStream 对象的结构与 SendStream 对象类似，都有一个流槽和传输槽。不过，它不包括承诺。

• 双向流

双向流将发送流和接收流合并为一个对象，这样就可以在一个地方管理双向通信。对象具有可读和可写属性，与上文讨论的 ReceiveStream 和 SendStream 对象相对应。

通过这些属性，它们可以处理以任一方向发送的数据。你可以读取传入流并写入传出流。

• 单向流

您还可以创建单向流。IncomingUnidirectionalStreams 是由多个 ReceiveStreams 组成的可读数据流。您可以调用 createUnidirectionalStream() 来创建相应的传出流。

WebTransport 能否取代 WebSockets？

WebTransport 规范仍在变化之中，但它的前景一片光明。随着它的不断成型，我们肯定会看到更多的开发人员采用它并利用它带来的新功能。

早期采用者将获得丰厚的回报，但同时也要承担最大的风险，因为目前还不清楚该规范将如何完全兑现其承诺。我们不知道浏览器对它的支持程度如何，开发人员采用它的可能性有多大，也不知道它将如何发展。

WebTransport 在某些使用案例中具有优势，例如低延迟场景和为多种目的重复使用连接。但它并不是万能的，在有些情况下，WebSockets 仍然是最佳选择，或者至少是完美的选择。

作为一种新的规范，WebTransport 仍处于萌芽阶段，因此在其他工具更新到可以使用 WebTransport 之前，它将更难发挥作用。就目前而言，这意味着要时刻保持清醒的头脑，做好适应的准备。

WebSockets 仍能提供大量功能，而且作为一种成熟的标准，所有现代浏览器都完全支持。WebTransport 应能提供适度的性能改进和增量收益，但也可能会带来新的工程挑战，这些挑战必须在构建生产就绪系统时加以解决。