Go Academy · レッスン

WebSocketの基礎

Q: 「WebSocketの基礎」で何を学びますか？

リアルタイムの双方向通信を行います ブラウザで直接実行するハンズオンコードでGo Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

リアルタイムの双方向通信を行います

「WebSocketの基礎」はCoddyKit上の無料Go Academyレッスンです。これはレッスン1/4です。下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。これはGo Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 Go Academyコースには全4レッスンが含まれています。

リアルタイムの双方向通信

HTTP はリクエストとレスポンスの方式です。クライアントが要求し、サーバーが応答すると、接続は（論理的には）終了します。チャット、ライブダッシュボード、ゲームには、永続的な双方向チャネルが必要です。それを提供するのが WebSockets です。

アップグレードのハンドシェイク

WebSocket 接続は、次の特殊なヘッダーを含む通常の HTTP リクエストとして開始されます。

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

サーバーが 101 Switching Protocols を返すと、TCP ソケットが再利用され、全二重のフレーム通信に切り替わります。

ポーリングではいけない理由

WebSockets が登場する前は、アプリケーションはポーリング（リクエストの繰り返し）やロングポーリングを使用していました。どちらも帯域幅を浪費し、遅延を増やします。WebSockets は1つの接続を開いたままにするため、どちらの側からも即座に送信できます。

リクエストではなくフレーム

アップグレード後は、データは HTTP メッセージではなく軽量なフレームとして転送されます。フレームにはテキストとバイナリがあり、ping/pong や切断に使う制御フレームもあります。

全二重通信

HTTP とは異なり、両方の通信相手が返信を待たずにいつでも送信できます。サーバーは何かが変化した瞬間に通知をプッシュでき、クライアントは同時に入力を送信できます。

wsとwss

http/https と同様に、WebSockets には2つのスキームがあります。

ws:// 平文
wss:// TLS 経由（本番環境ではこちらを使用してください）

標準ライブラリのサポート

Goの標準ライブラリには、net/httpだけで使えるWebSocket実装はありません。コミュニティではgithub.com/gorilla/websocketまたはnhooyr.io/websocketが使われています。次のレッスンではgorillaを扱います。

import "github.com/gorilla/websocket"

メンタルモデル

WebSocketを電話にたとえて考えてみましょう。

ダイヤルする = HTTPアップグレードハンドシェイク
通話中の回線 = 永続的な接続
双方向に話す = 全二重フレーム
電話を切る = closeフレーム

メッセージの種類

重要なデータフレームは主に2種類です。

TextフレームはUTF-8（多くの場合JSON）を運びます
Binaryフレームは生のバイト列（protobufや画像）を運びます

制御フレーム（ping、pong、close）は接続自体を管理します。

WebSocketが活躍する場面

特に適している用途は次のとおりです。

チャットやプレゼンス
リアルタイムの取引情報やスポーツのスコア
共同編集
マルチプレイヤーゲームの状態

サーバーからクライアントへの一方向通信だけであれば、Server-Sent Eventsのほうが簡単な場合があります。

実行例：フレームの考え方

WebSocketのコードには外部ライブラリが必要です。そこで、標準ライブラリだけを使った例えとして、フレームの種類を示す、メッセージをテキストまたはバイナリに分類する関数を見てみましょう。

package main

import (
    "fmt"
    "unicode/utf8"
)

func frameType(data []byte) string {
    if utf8.Valid(data) {
        return "text"
    }
    return "binary"
}

func main() {
    fmt.Println(frameType([]byte("hello")))
    fmt.Println(frameType([]byte{0xff, 0x00, 0x01}))
}

理解度チェック

WebSocketの基本について理解度を確認しましょう。

まとめ

WebSocketの基本を学びました。

永続的な全二重通信を提供します
HTTPアップグレードハンドシェイク（101レスポンス）から始まります
データはテキストまたはバイナリのフレームとして流れ、制御フレームが接続を管理します
本番環境ではwss://を使い、Goではgorilla/websocketのようなライブラリを利用します

よくある質問

「WebSocketの基礎」レッスンは無料ですか？

はい。「WebSocketの基礎」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、Go Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 Go Academyコースには全4レッスンが含まれています。

「WebSocketの基礎」で何を学びますか？

リアルタイムの双方向通信を行いますブラウザで直接実行するハンズオンコードでGo Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

Go Academyを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのGo Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。これはレッスン1/4です。

「WebSocketの基礎」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このGo Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのGo Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

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