P75 什么是 WebSocket？Nginx 如何支持 WebSocket 协议？

面试题：WebSocket 是什么？和 HTTP 什么关系？Nginx 怎么配置支持 WebSocket？

1. WebSocket 是什么

WebSocket 是一种全双工通信协议，基于 TCP：

• 客户端和服务端建立连接后，双方可以随时主动发消息（服务器主动推送）；
• 一次握手后长连接，不用像 HTTP 那样反复建立连接；
• 适用：聊天、实时通知、直播间弹幕/大屏、在线协作。

与 HTTP 的关系：

• WebSocket 握手复用 HTTP 协议（101 Switching Protocols 升级）；
• 握手头：Upgrade: websocket、Connection: Upgrade、Sec-WebSocket-Key；
• 握手成功后切换到 WebSocket 帧协议，不再是 HTTP 语义。

2. WebSocket vs HTTP

对比项	HTTP	WebSocket
通信方向	请求-响应（客户端发起）	双向，服务端可主动推送
连接	短连接（或 keep-alive 复用）	长连接（全双工）
消息	文本/二进制，带完整头	帧，开销小
适用	常规接口	实时场景

3. Nginx 如何支持 WebSocket

默认 Nginx 对 HTTP 是"请求-响应"代理，WebSocket 需要协议升级 + 长连接保持：

location /ws/ {
    proxy_pass http://websocket-backend;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;      # 透传 Upgrade 头
    proxy_set_header Connection "upgrade";        # 关键：告诉后端这是升级连接
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_read_timeout 3600s;                     # 长连接超时，不能太小
    proxy_send_timeout 3600s;
}

关键点：

• Upgrade 和 Connection: upgrade 两个头必须透传，否则握手失败；
• proxy_read_timeout 要调大（如 1 小时），否则空闲连接被 Nginx 掐断；
• 支持 WSS：443 端口配 SSL，Nginx 做 TLS 终止，再转发到后端 WebSocket。

4. 加分点

• 提到连接数管理：WebSocket 是长连接，占用 fd/内存，Nginx worker_connections 要评估；
• 提到心跳/重连：客户端断线重连、服务端心跳保活；
• 集群部署时 WebSocket 连接粘性（sticky session）问题：广播/推送需要路由到正确的节点（Redis Pub/Sub 或 MQ 广播）。

一句话总结

WebSocket 是复用 HTTP 握手的全双工长连接协议，服务端可主动推送；Nginx 支持它要透传 Upgrade/Connection: upgrade 头、调大读写超时，并考虑长连接的连接数、心跳与集群路由。