首页/文章/浏览器

浏览器节能机制导致Websocket断连的巨坑

2024-05-27

2203 字约 8 分钟

...

学习

点击上方前端Q，关注公众号

回复加群，加入前端Q技术交流群

作者：tager

https://juejin.cn/post/7362576319928008755

你踩过吗？浏览器节能机制导致Websocket断连的坑~~~

近期，在使用WebSocket（WS）连接时遇到了频繁断连的问题，这种情况在单个用户上每天发生数百次。尽管利用了socket.io的自动重连机制能够在断连后迅速恢复连接，但这并不保证每一次重连都能成功接收WS消息。因此，我们进行了一些的排查和测试工作。

最终发现问题的根本原因：正是浏览器的节能机制，不经意间成为了这一问题的幕后黑手。

ws1.png

浏览器节能机制简介

浏览器的节能机制逐渐成为前端开发者需要关注的问题。特别是这些节能机制可能会对定时器的精度产生影响，这直接关系到前端应用的用户体验，在某些场景下甚至影响到用户的使用。

为了减少电能消耗，提高电池续航能力，现代浏览器都引入了节能机制。这些机制包括但不限于降低空闲标签页的CPU使用率、减少后台JavaScript的执行频率、限制定时器的精确度等。虽然这些措施显著提高了设备的能效，但也给前端开发带来了一些挑战。

WS频繁断连原因分析

查阅socket.io官网[1]服务端配置的pingTimeout和pingInterval两个参数发现WS心跳异常时会导致重连，具体说明：

WS连接中服务端和客户端两端必须一直保持心跳。如果有一端停止，则满足如下条件之一就会自动断连：

服务器发送 ping，如果客户端在毫秒内 pingTimeout 没有用 pong 应答，则服务器认为连接已关闭。
同样，如果客户端在毫秒内 pingInterval + pingTimeout 未收到来自服务器的 ping，则客户端也会认为连接已关闭。

看文档发现其实高版本的socket.io是由服务端定时发起ping。而在socket.io 2.X的版本中内置的心跳机制是由客户端定时发起。而浏览器在后台运行时，即使你设置了一个每秒触发的定时器，它也只能每分钟触发一次，超过了pingInterval + pingTimeout设置的时间，最后看到的日志是很有规律的每分钟重连一次。在之前写的这篇文章中也有相关的介绍《掌握Web Workers：彻底解锁前端多线程编程的潜力》[2]

WS频繁断连解决方法

升级socket.io到最新版本

上面的截图其实就是最新版本（4.x）的，升级后由服务器定时发起心跳。在服务端定时运行，避开了浏览器节能机制对定时器的影响

自定义WS心跳事件

为了减小直接升级对已有业务的影响，目前使用的也是这种方案：在服务端自定义心跳事件，定时发送心跳custom-ping

`// 客户端的CODE
io.on('custom-ping', function () {
io.emit('custom-pong', Date.now())
})

// 服务端CODE
io.on('connection', (socket) => {
console.log('New client connected');

// 发送自定义ping消息
  const pingInterval = setInterval(() => {
    socket.emit('custom-ping', Date.now());
  }, 10000); // 每10秒发送一次

// 监听自定义pong消息
  socket.on('custom-pong', (data) => {
    console.log('Pong received:', data);
  });

socket.on('disconnect', () => {
    clearInterval(pingInterval);
    console.log('Client disconnected');
  });
});

注意：断连时一定要销毁定时器

其实，socket.io是有内置心跳的（2.x版本客户端定时发起，4.x由服务端定时发起），自定义心跳的意义主要在于保持数据交换，在这个时间间隔内保持数据交换，socket就不会自动中断重连。

@使用setTimeout

这里要注意使用setTimeout的姿势，如果是直接这样使用、依然会有精度问题。

setTimeout丢失精度的情况：

// 以下setTimeout仍然会丢失精度 let _cacheTs = Date.now() const _setTimeoutFn = () => { console.log('setTimeout :>> ', Date.now() - _cacheTs); _cacheTs = Date.now() setTimeout(() => { _setTimeoutFn() }, 5000) } _setTimeoutFn()

在setTimeout里面去执行一个函数栈会被浏览器监控到，会认为和setInterval一样，其在后台运行时会降低其定时精度。但如果这样可以避开节能机制的限制：

setTimeout不丢失精度的情况：

`// 客户端CODE
// 监听服务端发送的custom-pong事件
socket.on('custom-pong', onHeart)

const onHeart = () => {
  if (timer) {
    clearTimeout(pingTime.current)
  }
  timer = window.setTimeout(() => {
    socket.emit('custom-ping', Date.now())
  }, 5000)
}

// 服务端CODE
socket.on('custom-ping', ()=>{
socket.emit('custom-pong', Date.now())
})

使用Web-Workers

在Web-Workers线程内发起定时不受浏览器节能机制的限制，相关示例在这篇文章里也有介绍《掌握Web Workers：彻底解锁前端多线程编程的潜力》

页面保活（实测无效）

在后台运行时也保持浏览器的活跃，用得最多的方式是在页面隐藏一个循环播放的音频或者使用nosleep.js

javascript 复制代码 const noSleepInstance = new NoSleep(); document.addEventListener('click', function enableNoSleep() { document.removeEventListener('click', enableNoSleep, false); noSleepInstance.enable(); }, false);

实测，使用这种方式时，浏览器在后台运行仍然存在定时器精度降低的问题。